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Investigação das propriedades estruturais, elétricas e ópticas da estrutura híbrida PbxSn1-xO2/TiO2: análise da interface e influência da temperatura do substrato

Processo: 18/25241-4
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de junho de 2019
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Luis Vicente de Andrade Scalvi
Beneficiário:Stevan Brayan Oliveira dos Santos
Instituição-sede: Faculdade de Ciências (FC). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Bauru. Bauru , SP, Brasil
Assunto(s):Filmes finos   Processo sol-gel   Dióxido de titânio   Dióxido de estanho

Resumo

O trabalho envolve a produção e caracterização elétrica, óptica e morfológica de filmes finos de PbxSn1-xO2 e TiO2 e combinação destes na forma de heteroestrutura, além do estudo da influência da temperatura do substrato nas propriedades dessas amostras. As etapas do trabalho são: 1) Deposição de filmes finos dePbxSn1-xO2(com x variando de0,001 a 0,15, de modo que o Chumbo pode entrar na matriz como dopante, ou ainda podendo formar um composto) e de TiO2. 2) Síntese da estrutura híbrida PbxSn1-xO2/TiO2 e estudo da interface entre os filmes. Em ambas as etapas a temperatura do substrato será um parâmetro ajustado durante a deposição, de modo a otimizar as propriedades das amostras. O interesse na heteroestrutura entre SnO2 e TiO2 está principalmente na constituição da interface entre os filmes finos, que pode levar ao aparecimento de efeito ferroelétrico, devido ao dopante Pb. Assim, será investigado como as propriedades dessa interface são afetadas quando a temperatura do substrato é variada (durante a deposição por dip-coating) e como isso pode contribuir na otimização do efeito ferroelétrico. Além disso, devido a possibilidade de formação de PbTiO3, a inserção do dopante Pb visa a diminuição do bandgap do SnO2,melhorias na condutividade da heteroestrutura e do comportamento fotovoltaico. Todas essas características contribuem para uma potencial aplicabilidade desta heteroestrutura em dispositivos de armazenamento de dados e, além disso, quando combinadas com a alta transmitância do PbxSn1-xO2 e TiO2, podem apresentar aplicabilidade em células solares. As amostras serão feitas utilizando a técnica de sol-gel-dip-coating (SGDC). As medidas a serem realizadas incluem: absorção ótica no UV-Vis e FTIR, difração de raios-X, análises via microscopia confocal, microscopia eletrônica de varredurae microscopia de força atômica. Quanto a caracterização elétrica será feita medidas de IxV em diferentes temperaturas e com diferentes fontes de excitação, além de medidas de polarização através de voltametria cíclica (para se avaliar o efeito ferroelétrico e aplicação em dispositivos de armazenamento de dados). A microscopia visa principalmente avaliar as interfaces PbxSn1-xO2/TiO2, além das superfícies dessas camadas. O objetivo principal é o desenvolvimento do conhecimento científico e tecnológico, e a contribuição para a confecção de dispositivos fotovoltaicos, que possam ser utilizados em células solares, e também a fabricação de dispositivos de armazenamento de dados baseados em efeito ferroelétrico.