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Irradiação por laser femtosegundo em Amostras de CeO2 e avanços na abordagem teórica

Processo: 19/09296-6
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de agosto de 2019
Vigência (Término): 31 de março de 2020
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Alexandre Zirpoli Simões
Beneficiário:Rafael Aparecido Ciola Amoresi
Supervisor no Exterior: Juan Manoel Andres Bort
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia (FEG). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Guaratinguetá. Guaratinguetá , SP, Brasil
Local de pesquisa : Universitat Jaume I, Espanha  
Vinculado à bolsa:17/19143-7 - 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, BP.PD
Assunto(s):Cerâmicas   Materiais nanoestruturados

Resumo

Nanoestruturas de CeO2 tem provado ser extremamente importante na aplicação como um sensor de gás CO devido à extrema seletividade do gás. Observa-se, a partir de trabalhos recentes, que a superfície à qual o material é exposto tem importância fundamental para as propriedades elétricas. O objetivo deste projeto é duplo: i) estudar a irradiação com laser de femtosegundo em partículas de CeO2 e CeO2/NiO com diferentes morfologias (bastões, feijões e poliedros) e ii) realizar, baseado em cálculos de primeiro princípio, complementar e racionalizar os resultados experimentais. A interação da irradiação com laser de femtosegundo com os materiais induz a formação de nanopartículas metálicas a partir do bulk do material, alterando sua estequiometria e gerando diferentes tipos de defeitos, que serão estudados em função das propriedades sensoras do CeO2. Estudos teóricos por meio da teoria do funcional da densidade (DFT) desenvolvidos no Laboratório de Química Teórica e Computacional coordenado pelo Prof. Dr. Juan Andrés permitirão obter uma visão e conhecimento mais aprofundados para compreender o comportamento sensor do óxido não estequiométrico. Pretendemos analisar as diferentes superfícies de CeO2 já obtidas experimentalmente em função da energia de superfície, energia de band gap, estrutura de bandas e densidade de estados, além de estudar o sistema CeO2/NiO. Amostras experimentalmente modificadas serão analisadas por técnicas de difração de raios X (XRD), espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM), e serão correlacionadas com estudos teóricos para melhor compreensão do comportamento físico e propriedades químicas destes sistemas.