Investigação das propriedades de sensoriamento de gases de semicondutores modificados com laser de femtosegundos e abordagens para minimizar a interferência da umidade nas medidas de sensoriamento.

• Processo: 24/08759-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Elson Longo da Silva
• Beneficiário: Pedro Paulo da Silva Ortega
• Supervisor: Cesare Malagu'
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Università degli Studi di Ferrara, Itália
• Vinculado à bolsa: 23/07486-8 - Modificação superficial de semicondutores nanoestruturados por irradiação com laser de femtosegundos e com feixe de elétrons visando a fabricação de sensores de gás, BP.PD
• Assunto(s): Heteroestruturas Irradiação Materiais nanoestruturados Semicondutores Sensores de gases
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: heteroestruturas | irradiação | Morfologias | nanoestruturas | semicondutores | Sensores de gás | Semicondutores

Resumo

Esta proposta está dividida em dois tópicos complementares: os efeitos da irradiação por laser femtosegundo nas propriedades de sensoriamento de gás de semicondutores do tipo n e p, e heteroestruturas como ferramenta para minimizar a interferência da umidade nas propriedades de sensoriamento. Nanoestruturas modificadas por laser femtosegundo e heteroestruturas com diferentes morfologias foram preparadas no projeto de pós-doutorado em curso (FAPESP 2023/07486-8). Essas amostras serão utilizadas para preparar filmes espessos (através da técnica de screen-printing) nos quais serão realizadas as caracterizações elétricas. A influência das diferentes atmosferas na estrutura de defeitos e propriedades elétricas de amostras de ZnO, NiO e CeO2 irradiadas por laser femtosegundo será investigada. Além disso, heteroestruturas compostas pelos semicondutores mencionados acima com diferentes morfologias com NiO, óxido de grafeno reduzido (RGO) e MoS2 serão investigadas. Eventualmente, outras possíveis heteroestruturas serão estudadas. As amostras serão caracterizadas sob atmosferas oxidantes e redutoras, como O2, CO, H2, VOCs, entre outras, e a influência da umidade no desempenho dos sensores será avaliada pelo controle da porcentagem de umidade relativa dentro da câmara de teste durante os experimentos. A espectroscopia de impedância complexa (CIS) e as medições de sensoriamento de gás serão usadas para obter informações sobre a sensibilidade, seletividade e temperatura de trabalho dos filmes espessos, bem como a estrutura de defeitos. Os resultados experimentais serão discutidos em termos de morfologia, heterojunções, modificações estruturais geradas pela irradiação e tipo de semicondutor, esclarecendo os mecanismos básicos de condução responsáveis pela detecção de gás.