Deposição e dopagem de filmes finos mono e policristalinos de SnO2 e Ga2O3 e formação de estruturas multicamadas

• Processo: 22/13479-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Luis Vicente de Andrade Scalvi
• Beneficiário: Luiz Felipe Kaezmarek Pedrini
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências (FC). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Bauru. Bauru , SP, Brasil
• Assunto(s): Dióxido de estanho Filmes finos Heteroestruturas Monocristais Super-redes
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dióxido de estanho | Filmes finos | heteroestruturas | Monocristais | óxido de gálio | superredes | filmes finos semicondutores óxidos

Resumo

A presente proposta envolve a preparação da heterojunção tipo-I entre SnO2 e Ga2O3, comoforma de combinar as bandas de energia na interface entre esses semicondutores óxidos paradesenvolvimento de dispositivos eletrônicos como transistores de efeito de campo (FETs) etransistores bipolares de heterojunção (HBTs). Com amostras preparadas na formapolicristalina por rota química nos laboratórios da Faculdade de Ciências da UNESP,campus Bauru e na forma monocristalina, em colaboração com prof. Roger Reeves daSchool of Physical and Chemical Sciences, University of Canterbury, Nova Zelandia, ainvestigação dos mecanismos de transporte elétrico, resultantes da interação interfacial entreesses semicondutores é uma forma de aperfeiçoar dispositivos eletrônicos de Ga2O3 paraaplicações mais sensíveis, criando canais de condução que requerem menor energia, devidoao aumento da mobilidade eletrônica e da concentração de portadores de carga nos canaisformados na interface ou pelo bulk do material. Neste último caso, a dopagem comantimônio em SnO2 conferiu maior concentração de portadores no bulk do material, similar àpreparação de cristais de Ga2O3 pelo método OFZ (Optical Floating Zone) feito por umgrupo de pesquisa em óptica chinês, publicado em 2023, que usou mesmo tipo de dopageme apresentou aumento de concentração de portadores ao substituir íons Ga3+ por Sb5+.Apesar de diminuir a mobilidade dos portadores, ainda assim o efeito líquido foi o aumentoda condutividade. A criação de canais de condução para a elevada concentração deportadores através de heterojunções e estruturação de camadas é um dos objetivos desteprojeto. A preparação de transistores de efeito de campo a partir de material preparado tantona forma monocristalina como policristalina é uma oportunidade de buscar formas dereduzir custos de produção ao comparar os processos e os produtos de cada método dedeposição, assim como investigar diferentes topologias para as aplicações dasheteroestruturas dos materiais propostos. Esta proposta visa aprimorar dispositivoseletrônicos, como FETs e HBTs, através da heterojunção SnO2/Ga2O3, otimizando acondução por interação interfacial e dopagem, e o controle através da polarizaçãoperpendicular ao canal de condução. A comparação de diferentes métodos de deposição,visa eficiência e viabilidade econômica para outras aplicações sofisticadas, como célulassolares, sensores e fotocatalisadores.