Resposta sensora de dispositivos com nanofitas múltiplas e individuais à base de óxido de estanho

• Processo: 17/12870-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• Data de Início da vigência: 07 de agosto de 2017
• Data de Término da vigência: 28 de outubro de 2017
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Marcelo Ornaghi Orlandi
• Beneficiário: Mateus Gallucci Masteghin
• Supervisor: Ravi Silva
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Surrey, Inglaterra
• Vinculado à bolsa: 15/21033-0 - Comparação da resposta como sensor de gás de dispositivos com nanofita única e com múltiplas nanofitas de óxido de estanho, BP.MS
• Assunto(s): Óxido de estanho Microfabricação Materiais nanoestruturados
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dispositivos com estruturas individuais | Fib | Microfabricação | Nanomateriais | Óxido de Estanho | sensor de gas | Nanomateriais

Resumo

A principal motivação para este projeto é explorar a resposta como sensor de gás e o mecanismo de transporte de nanoestruturas à base de óxido de estanho através do estudo de interações sólido-gás em nanofitas individuais de SnO, Sn3O4 e SnO2, com diferentes diâmetros, em relação a gases oxidantes e redutores. O sensores à base de SnO2 já foram bastante estudados pela literatura, porém os óxidos termodinâmicamente menos estáveis (SnO e Sn3O4) não possuem estudos adicionais para explicar suas mudanças na condutividade elétrica. Quando os dispositivos são construídos na forma de estruturas individuais as barreiras de potenciais formadas pelo contato entre as nanoestruturas são eliminadas, permitindo um estudo com menos variáveis, explicando as interações em relação as interações dos orbitais moleculares e ao band bending (resultante da transferência de cargas, e a criação de um campo elétrico). No entanto, estudar materiais isolados exige que os contatos sejam minuciosamente preparados de forma a evitar uma junção metal/semicondutor não-ôhmica, além de evitar a contaminação com íons gálio ou com o compósito C/Platina do microscópio de feixe duplo e as deposições por e-beam e i-beam. Sendo assim, através desta parceria com o grupo do Prof. Ravi Silva, na Universidade de Surrey, deseja-se depositar platina utilizando a técnica de foto-litografia em eletrodos especialmente projetados para realizar medidas 2 e 4-pontas no mesmo dispositivo. Os eletrodos também irão conter um circuito para aquecimento, que junto com o uso de nanofitas individuais permitirá que o dispositivo consuma cerca de 10-8 W, ideal para ser utilizado em dispositivos móveis devido ao tamanho compacto e o baixo consumo de energia. Além disso, o Dr. David Cox acompanhará o candidato no uso do FIB, melhorando as técnicas do aluno e facilitando a etapa final do projeto. O projeto será realizado sob supervisão dos Profs. Marcelo Orlandi e Ravi Silva. Parte das atividades do projeto de mestrado já foram realizadas - síntese; caracterizações por DRX e microscopia eletrônica; Comparação da resposta dos sensores à base de múltiplas nanoestruturas sob os modos de aquecimento externo e auto-aquecimento -, e parte será realizada na Universidade de Surrey - Fabricação dos pré-eletrodos pelo método de foto-litografia e aperfeiçoamento no FIB -, combinando sinergicamente a experiência e infra-estrutura dos dois grupos, abrindo assim a possibilidade de obter resultados transformadores. Após o retorno do candidato, as medidas como sensor de gás dos dispositivos à base de nanoestruturas individuais serão realizadas no LIEC/Araraquara (Brasil).

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)

MASTEGHIN, MATEUS G.; SILVA, RANILSON A.; COX, DAVID C.; GODOI, DENIS R. M.; SILVA, S. RAVI P.; ORLANDI, MARCELO O.. The role of surface stoichiometry in NO2 gas sensing using single and multiple nanobelts of tin oxide. Physical Chemistry Chemical Physics, APR 2021. (17/26219-0, 15/21033-0, 17/12870-0, 13/07296-2)

MASTEGHIN, MATEUS G.; GODOI, DENIS R. M.; ORLANDI, MARCELO O.. Heating Method Effect on SnO Micro-Disks as NO2 Gas Sensor. FRONTIERS IN MATERIALS, v. 6, JUL 16 2019. (13/07296-2, 15/21033-0, 17/12870-0, 17/26219-0)

MASTEGHIN, MATEUS G.; SILVA, RANILSON A.; COX, DAVID C.; GODOI, DENIS R. M.; SILVA, S. RAVI P.; ORLANDI, MARCELO O.. The role of surface stoichiometry in NO2 gas sensing using single and multiple nanobelts of tin oxide. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 23, n. 16, p. 10-pg., 2021-04-19. (17/26219-0, 13/07296-2, 17/12870-0, 15/21033-0)