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Otimização do Crescimento de Filmes de Co3O4 para Aplicações Fotovoltaicas e Fotocatalíticas

Processo: 17/18916-2
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de fevereiro de 2018 - 31 de janeiro de 2020
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Jose Humberto Dias da Silva
Beneficiário:Jose Humberto Dias da Silva
Instituição Sede: Faculdade de Ciências (FC). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Bauru. Bauru , SP, Brasil
Pesquisadores associados:Antonio Ricardo Zanatta ; Douglas Marcel Gonçalves Leite ; Kleper de Oliveira Rocha ; Paulo Noronha Lisboa Filho
Assunto(s):Pulverização catódica  Filmes  Crescimento  Fotocatálise  Células solares 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Células Fotovoltaicas | crescimento | filmes | fotocatalise | óxidos de cobalto | Sputtering | crescimento de filmes finos

Resumo

O tetraóxido de tricobalto Co3O4 apresenta bandgap significativamente menor (Eg ~ 1,6 eV) que os demais óxidos de metais de transição. Essa peculiaridade deve-se à presença de níveis Co-3d em energias menores que em seus análogos, e o torna altamente atrativo para aplicações fotovoltaicas e fotocatalíticas. Para explorar a potencialidade desse material é necessário desenvolver processos mais adequados de crescimento de filmes finos, e aprofundar o entendimento das suas propriedades físicas. Com esse intuito, filmes epitaxiais de Co3O4 serão crescidos, de forma inédita, utilizando a técnica de epitaxia por sputtering reativo (RSE). Alvos de Co metálico de alta pureza, plasmas contendo diferentes proporções Ar e O2, e diferentes substratos serão utilizados nos crescimentos. Medidas in situ das emissões ópticas do plasma e da taxa de crescimento, juntamente com simulações computacionais, possibilitarão a modelagem e a otimização do processo epitaxial de crescimento desses filmes. Crescimentos com orientações selecionadas propiciarão investigações mais detalhadas dos íons Co e seus entornos nas faces cristalográficas mais importantes. As caracterizações estruturais, ópticas e eletrônicas dos filmes de Co3O4 permitirão a explorar o potencial da técnica de RSE para produzir filmes e nanoestruturas epitaxiais com baixa densidade de defeitos em grandes áreas. Os filmes produzidos serão testados em dispositivos fotovoltaicos e fotocatalíticos. (AU)

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Publicações científicas (17)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
ANGELICO, JOAO C.; NETO, NILTON F. A.; DA SILVA, JOSE H. DIAS. Characterization of Aluminum Contacts on Cobalt Oxide Films Grown with Different Oxygen Concentrations. JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS, v. 48, n. 11, SI, . (17/18916-2)
NETO, NILTON FRANCELOSI AZEVEDO; DE JESUS PEREIRA, ANDRE LUIZ; LEITE, DOUGLAS MARCEL GONCALVES; DA SILVA, JOSE HUMBERTO DIAS; DA SILVA PELISSARI, MARCELO RODRIGUES. Evaluation of ITO/TiO2/Co3O4 as a non-enzymatic heterojunction electrode to glucose electrooxidation. IONICS, . (17/18916-2)
FERNANDES, SILVIA LETICIA; SIMAO ALBANO, LUIZ GUSTAVO; AFFONCO, LUCAS JORGE; DIAS DA SILVA, JOSE HUMBERTO; LONGO, ELSON; DE OLIVEIRA GRAEFF, CARLOS FREDERICO. Exploring the Properties of Niobium Oxide Films for Electron Transport Layers in Perovskite Solar Cells. FRONTIERS IN CHEMISTRY, v. 7, . (17/11072-3, 17/18916-2, 13/09963-6, 13/07296-2)
MACHADO, DIEGO H. O.; DA SILVA, JOSE H. D.; RUSSO, FABRICIO T.; SCALVI, LUIS V. A.. Photo-induced electrical behavior under gas adsorption on SnO2-based heterostructures. Materials Chemistry and Physics, v. 255, p. 11-pg., . (16/12216-6, 17/18916-2)
ESCALIANTE, LUCAS CANIATI; DE JESUS PEREIRA, ANDRE LUIS; AFFONCO, LUCAS JORGE; DIAS DA SILVA, JOSE HUMBERTO. Multilayered TiO2/TiO2-x/TiO2 films deposited by reactive sputtering for photocatalytic applications. Journal of Materials Research, v. 36, n. 15, SI, . (17/18916-2)
NETO, NILTON FRANCELOSI AZEVEDO; DE JESUS PEREIRA, ANDRE LUIZ; LEITE, DOUGLAS MARCEL GONCALVES; DA SILVA, JOSE HUMBERTO DIAS; DA SILVA PELISSARI, MARCELO RODRIGUES. Evaluation of ITO/TiO2/Co3O4 as a non-enzymatic heterojunction electrode to glucose electrooxidation. IONICS, v. 27, n. 4, p. 1597-1609, . (17/18916-2)
BELINE, THAMARA; DE ALMEIDA, AMANDA B.; AZEVEDO NETO, NILTON F.; MATOS, ADAIAS O.; RICOMINI-FILHO, ANTONIO P.; SUKOTJO, CORTINO; SMEETS, PAUL J. M.; DA SILVA, JOSE H. D.; NOCIT, JR., FRANCISCO H.; BARAO, VALENTIM A. R.. 0-Ta 2 O 5 thin film for implant surface modification triggers superior anti- corrosion performance and cytocompatibility of titanium. Applied Surface Science, v. 520, . (16/11470-6, 16/07269-3, 17/18916-2)
NETO, NILTON FRANCELOSI A.; STEGEMANN, CRISTIANE; AFFONCO, LUCAS J.; LEITE, DOUGLAS M. G.; DA SILVA, JOSE H. D.. Role of oxygen flow rate on the structure and stoichiometry of cobalt oxide films deposited by reactive sputtering. JOURNAL OF VACUUM SCIENCE & TECHNOLOGY A, v. 40, n. 1, . (15/06241-5, 17/18916-2)
ANGELICO, JOAO C.; NETO, NILTON F. A.; DA SILVA, JOSE H. DIAS. Characterization of Aluminum Contacts on Cobalt Oxide Films Grown with Different Oxygen Concentrations. JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS, v. 48, n. 11, p. 6-pg., . (17/18916-2)
FERNANDES, SILVIA L.; AFFONCO, LUCAS J.; JUNIOR, ROBERTO A. R.; DA SILVA, JOSE H. D.; LONGO, ELSON; GRAEFF, CARLOS F. DE O.. Niobium Oxide Films Deposited by Reactive Sputtering: Effect of Oxygen Flow Rate. JOVE-JOURNAL OF VISUALIZED EXPERIMENTS, v. N/A, n. 151, p. 6-pg., . (13/09963-6, 17/11072-3, 13/07296-2, 17/18916-2)
FERNANDES, SILVIA L.; AFFONCO, LUCAS J.; JUNIOR, ROBERTO A. R.; DA SILVA, JOSE H. D.; LONGO, ELSON; GRAEFF, CARLOS F. DE O.. Niobium Oxide Films Deposited by Reactive Sputtering: Effect of Oxygen Flow Rate. JOVE-JOURNAL OF VISUALIZED EXPERIMENTS, n. 151, . (13/09963-6, 13/07296-2, 17/11072-3, 17/18916-2)
BELINE, THAMARA; DA SILVA, JOSE H. D.; MATOS, ADAIAS O.; AZEVEDO NETO, NILTON F.; DE ALMEIDA, AMANDA B.; NOCITI JUNIOR, FRANCISCO H.; LEITE, DOUGLAS M. G.; RANGEL, ELIDIANE CIPRIANO; BARAO, VALENTIM A. R.. Tailoring the synthesis of tantalum-based thin films for biomedical application: Characterization and biological response. Materials Science & Engineering C-Materials for Biological Applications, v. 101, p. 111-119, . (16/11470-6, 16/07269-3, 17/18916-2)
BRANDT, IURI S.; PLA CID, CRISTIANI C.; AZEVEDO, CARLOS G. G.; PEREIRA, ANDRE L. J.; BENETTI, LUANA C.; FERLAUTO, ANDRE S.; DIAS DA SILVA, JOSE H.; PASA, ANDRE A.. Influence of substrate on the structure of predominantly anatase TiO2 films grown by reactive sputtering. RSC ADVANCES, v. 8, n. 13, p. 7062-7071, . (17/18916-2)
MACHADO, DIEGO H. O.; DA SILVA, JOSE H. D.; TABATA, AMERICO; SCALVI, LUIS V. A.. Influence of thermal annealing on the properties of evaporated Er-doped SnO2. Materials Research Bulletin, v. 120, . (16/12216-6, 17/18916-2)
ESCALIANTE, LUCAS CANIATI; ROCHA, KLEPER DE OLIVEIRA; DIAS DA SILVA, JOSE HUMBERTO. Stability of the Photocatalytic Activity of TiO2 Deposited by Reactive Sputtering. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, v. 24, n. 1, . (17/18916-2)
FERNANDES, SILVIA LETICIA; SIMAO ALBANO, LUIZ GUSTAVO; AFFONCO, LUCAS JORGE; DIAS DA SILVA, JOSE HUMBERTO; LONGO, ELSON; DE OLIVEIRA GRAEFF, CARLOS FREDERICO. Exploring the Properties of Niobium Oxide Films for Electron Transport Layers in Perovskite Solar Cells. RONTIERS IN CHEMISTR, v. 7, p. 9-pg., . (13/09963-6, 17/11072-3, 13/07296-2, 17/18916-2)
AZEVEDO NETO, NILTON FRANCELOSI; LEITE, DOUGLAS M. G.; LISBOA-FILHO, PAULO N.; DA SILVA, JOSE H. D.. Role of the reactive sputtering deposition power in the phase control of cobalt oxide films. JOURNAL OF VACUUM SCIENCE & TECHNOLOGY A, v. 36, n. 6, . (17/18916-2)

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