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Transistores de efeito de campo (FET) baseados em nanoestruturas semicondutoras 1D: impacto da modulação do sinal elétrico sobre a performance como sensor de gás

Processo: 16/20808-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de julho de 2017
Vigência (Término): 04 de fevereiro de 2022
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Convênio/Acordo: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Pesquisador responsável:Marcelo Ornaghi Orlandi
Beneficiário:Pedro Henrique Suman
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:13/07296-2 - CDMF - Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais, AP.CEPID
Bolsa(s) vinculada(s):19/26333-2 - Investigação da performance como sensores de gás de dispositivos FET em operação: modelando os mecanismos de condução em nanoestruturas 1D de óxidos metálicos semicondutores por técnicas operando, BE.EP.PD
Assunto(s):Semicondutores   Sensores de gases

Resumo

Neste projeto de pesquisa, um estudo detalhado sobre o desempenho como sensor de gás de transistores de efeito de campo (FET) baseados em nanoestruturas semicondutoras 1D é proposto. Para isso, nanoestruturas com diferentes estequiometrias do óxido de estanho (SnO2, SnO e Sn3O4) e óxido de cobre (CuO e Cu2O) serão utilizadas como canais/elementos sensor, a fim de compreender a influência da modulação do sinal elétrico nas suas respostas como sensor de gás. Os materiais serão sintetizados pelo método de redução carbotérmica e caracterizados por difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura de alta resolução (MEV) e de transmissão (MET), microscopia de força atômica (AFM) e espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS). Deposições por sputtering e microscopia de duplo feixe (feixe de íons focado, FIB) serão utilizados para montar os dispositivos FET compostos apenas por (a) um canal n, (b) um canal p e (c) um canal p-n (formado pela interseção de duas nanoestruturas cruzadas). Medidas convencionais de transistores serão realizadas a fim testar a eficiência da montagem e determinar importantes parâmetros elétricos. A resposta sensora de gás dos dispositivos FET serão analisadas após exposição à baixas concentrações (no intervalo de ppm) de gases oxidante e a redutores em diferentes temperaturas de operação. O grande desafio deste trabalho será construir e caracterizar um dispositivo FET/sensor de gás "3-em-1" com um design especial que permite estudar simultaneamente as propriedades sensoras de cada canal (canal p, canal n, e canal p-n) independentemente, em um único dispositivo. O foco será entender como otimizar o desempenho dos sensores que, se bem sucedido, poderá permitir o desenvolvimento de dispositivos sensores de gás de alto desempenho com grande potencial para futuras aplicações tecnológicas no campo da nanotecnologia. (AU)

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Publicações científicas
(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)
MORAIS, V, PAULO; SUMAN, PEDRO H.; SILVA, RANILSON A.; ORLANDI, MARCELO O. High gas sensor performance of WO3 nanofibers prepared by electrospinning. Journal of Alloys and Compounds, v. 864, MAY 25 2021. Citações Web of Science: 0.

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