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
• Modalidade de apoio: 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 Deposição de filmes finos Processo sol-gel Dióxido de titânio Dióxido de estanho Propriedades estruturais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dióxido de estanho | dióxido de titânio | Filmes finos | heteroestrutura | sol-gel | materiais óxidos semicondutores

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. (AU)

Publicações científicas

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(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)

PEDRINI, LUIZ F. KAEZMAREK; SANTOS, STEVAN B. O.; TRINO, LUCIANA D.; SCALVI, LUIS V. A.. Anatase-Rutile Transition and Photo-Induced Conductivity of Highly Yb-Doped TiO(2)Films Deposited by Acid Sol-Gel Dip-Coating Method. JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS, v. 49, n. 11, p. 11-pg., 2020-08-25. (18/25241-4, 19/00683-7)

LIMA, JOAO V. M.; SILVA, RAFAEL A.; SANTOS, STEVAN B. O.; GRAEFF, CARLOS F. O.; SCALVI, LUIS V. A.. Synthesis and Characterization of Cu2-xS structures by Different Chemical Routes for Electronic Applications. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, v. 24, n. 1, 2021. (18/26039-4, 18/25241-4)

DOS SANTOS, STEVAN B. O.; BORATTO, MIGUEL H.; RAMOS JR, ROBERTO A.; SCALVI, LUIS V. A.. Influence of Pb2+ doping in the optical and electro-optical properties of SnO2 thin films. Materials Chemistry and Physics, v. 278, p. 10-pg., 2022-02-15. (17/20809-0, 18/25241-4)

PEDRINI, LUIZ F. KAEZMAREK; SANTOS, STEVAN B. O.; TRINO, LUCIANA D.; SCALVI, LUIS V. A.. Anatase-Rutile Transition and Photo-Induced Conductivity of Highly Yb-Doped TiO(2)Films Deposited by Acid Sol-Gel Dip-Coating Method. JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS, v. 49, n. 11, SI, AUG 2020. (19/00683-7, 18/25241-4)

LIMA, JOAO V. M.; SANTOS, STEVAN B. O.; SILVA, RAFAEL A.; BORATTO, MIGUEL H.; GRAEFF, CARLOS F. O.; SCALVI, LUIS V. A.. Anomalous diode behavior of Cu2S/SnO2 p-n junction. JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE-MATERIALS IN ELECTRONICS, v. 32, n. 16, JUL 2021. (18/25241-4, 18/26039-4, 17/20809-0)

FONSECA, LUCAS P.; PEDRINI, LUIZ F. K.; LIMA, JOAO V. M.; ESCALIANTE, LUCAS C.; SANTOS, STEVAN B. O.; SCALVI, LUIS V. A.. nhancement of surface properties of solgel tin dioxide thin films with addition of surfactant in the precursor solutio. APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING, v. 127, n. 7, JUL 2021. (18/25241-4, 18/26039-4, 19/00683-7, 13/07296-2)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

SANTOS, Stevan Brayan Oliveira dos. Investigação das propriedades estruturais, ópticas e elétricas de filmes finos de SnO2 dopado com Pb2+ e estudo da heteroestrutura TiO2/PbxSn1-xO2. 2021. Dissertação de Mestrado - Universidade Estadual Paulista (Unesp). Faculdade de Ciências. Bauru Bauru.