Uma abordagem teórico experimental dos mecanismos de condução e defeitos de interface em heteroestruturas sensoras baseados em semicondutores P-N e N-N a partir de matrizes de CeO2

• Processo: 17/19143-7
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de abril de 2018
• Vigência (Término): 31 de março de 2021
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Alexandre Zirpoli Simões
• Beneficiário: Rafael Aparecido Ciola Amoresi
• Instituição-sede: Faculdade de Engenharia (FEG). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Guaratinguetá. Guaratinguetá , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07296-2 - CDMF - Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais, AP.CEPID
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/09296-6 - Irradiação por laser femtosegundo em Amostras de CeO2 e avanços na abordagem teórica, BE.EP.PD
• Assunto(s): Sensores de gases Materiais cerâmicos

Resumo

A proposta deste projeto consiste em estudar propriedades elétricas e sensoras a base de matrizes de CeO2 em forma heteroestruturada por junções p-n (CeO2/NiO) e n-n (CeO2/WO3). Avanços significativos são esperados em comparação a patente desenvolvida pelo grupo (BR10201602838 - Brasil) para esta matriz com resposta dual eletro-ótico e elétrica. Nesse trabalho pretende-se obter duas morfologias preferenciais para a matriz CeO2 e então as heteroestruturas serão acopladas e estudadas. O objetivo principal é obter um salto substancial de qualidade no entendimento entre a superfície das heterojunções e o comportamento sensor comparado a pesquisas anteriores empregando a rota de síntese solvotérmico assistida por micro-ondas. Especificamente serão avaliados os mecanismos de adsorção resultantes das diferentes interfaces (p-n e n-n) e morfologias em relação aos clusters, defeitos de superfície, e mecanismos de condução. Os dispositivos serão caracterizados utilizando as mais modernas técnicas existentes a nível atômico, estrutural, morfológico, e elétrico tais como XPS, XANES, Espectroscopia de Impedância, entre outros. O desempenho dos sensores será avaliado em atmosferas de gases oxidantes e redutores em câmara sensora desenvolvida e patenteada pelo grupo (PI20150103953 - Argentina). O desafio deste trabalho será construir heteroestruturas com um designer que permita estudar simultaneamente a relação de energia e defeitos de superfície com o tipo de junção, fatores que na literatura, ainda não são explorados, e tem direta relação com sensibilidade, menor tempo de resposta e temperatura de trabalho do dispositivo sensor. Neste sentido resultados experimentais serão correlacionados a estudos teóricos e possibilitará um profundo entendimento entre estrutura e propriedade. (AU)

Publicações científicas

(7)

(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)

DE OLIVEIRA, REGIANE CRISTINA; CIOLA AMORESI, RAFAEL APARECIDO; MARANA, NAIARA LETICIA; ZAGHETE, MARIA APARECIDA; PONCE, MIGUEL; CHIQUITO, ADENILSON JOSE; SAMBRANO, JULIO RICARDO; LONGO, ELSON; SIMOES, ALEXANDRE ZIRPOLI. Influence of Synthesis Time on the Morphology and Properties of CeO2 Nanoparticles: An Experimental-Theoretical Study. Crystal Growth & Design, v. 20, n. 8, p. 5031-5042, AUG 5 2020. Citações Web of Science: 0.

ROCHA, LEANDRO S. R.; AMORESI, RAFAEL A. C.; MORENO, HENRIQUE; RAMIREZ, MIGUEL A.; PONCE, MIGUEL A.; FOSCHINI, CESAR R.; LONGO, ELSON; SIMOES, ALEXANDRE Z. Novel Approaches of Nanoceria with Magnetic, Photoluminescent, and Gas-Sensing Properties. ACS OMEGA, v. 5, n. 25, p. 14879-14889, JUN 30 2020. Citações Web of Science: 0.

ROCHA, LEANDRO SILVA ROSA; CIOLA AMORESI, RAFAEL APARECIDO; DUARTE, THIAGO MARINHO; MARANA, NAIARA LETICIA; SAMBRANO, JULIO RICARDO; ALDAO, CELSO MANUEL; SIMOES, ALEXANDRE ZIRPOLI; PONCE, MIGUEL ADOLFO; LONGO, ELSON. Experimental and theoretical interpretation of the order/disorder clusters in CeO2:La. Applied Surface Science, v. 510, APR 30 2020. Citações Web of Science: 0.

ROCHA, LEANDRO S. R.; SCHIPANI, FEDERICO; ALDAO, CELSO M.; CABRAL, LUIS; SIMOES, ALEXANDRE Z.; MACCHI, CARLOS; MARQUES, GILMAR E.; PONCE, MIGUEL A.; LONGO, ELSON. Experimental and ab Initio Studies of Deep-Bulk Traps in Doped Rare-Earth Oxide Thick Films. Journal of Physical Chemistry C, v. 124, n. 1, p. 997-1007, JAN 9 2020. Citações Web of Science: 0.

AMORESI, RAFAEL A. C.; OLIVEIRA, REGIANE C.; MARANA, NAIARA L.; DE ALMEIDA, PRISCILA B.; PRATA, PALOMA S.; ZAGHETE, MARIA A.; LONGO, ELSON; SAMBRANO, JULIO R.; SIMOES, ALEXANDRE Z. CeO2 Nanoparticle Morphologies and Their Corresponding Crystalline Planes for the Photocatalytic Degradation of Organic Pollutants. ACS APPLIED NANO MATERIALS, v. 2, n. 10, p. 6513-6526, OCT 2019. Citações Web of Science: 0.

COLETO JUNIOR, UBIRAJARA; AMORESI, RAFAEL A. C.; PEREIRA, CHRYSTOPHER A. M.; SIMOES, ALEXANDRE Z.; ZAGHETE, MARIA A.; MONTEIRO FILHO, ELIAS S.; LONGO, ELSON; PERAZOLLI, LEINIG A. Influence of defects on photoluminescent and photocatalytic behavior of CaO/SrTiO3 heterojunctions. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 45, n. 12, p. 15244-15251, AUG 15 2019. Citações Web of Science: 2.

COLETO, JR., UBIRAJARA; AMORESI, RAFAEL A. C.; TEODORO, VINICIUS; IANI, ISABELA M.; LONGO, ELSON; ZAGHETE, MARIA A.; PERAZOLLI, LEINIG A. An approach for photodegradation mechanism at TiO2/SrTiO3 interface. JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE-MATERIALS IN ELECTRONICS, v. 29, n. 23, p. 20329-20338, DEC 2018. Citações Web of Science: 3.