Transistores de eletrólito no gate: Uma abordagem promissora para detecção de metais pesados na agricultura.

• Processo: 24/14553-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2028
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Neri Alves
• Beneficiário: Vinicius Jessé Rodrigues de Oliveira Patzer
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Presidente Prudente. Presidente Prudente , SP, Brasil
• Assunto(s): Filmes finos Metais pesados Nanotubos de carbono Óxido de zinco Materiais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Filmes finos | Metais Pesados | nanotubos de carbono | Óxido de Zinco | Transistor de eletrólito no gate | Materiais

Resumo

Com o crescimento populacional e a alta demanda por produção de alimentos, a agricultura enfrenta desafios significativos de sustentabilidade, destacando-se a contaminação por metais pesados como um grave problema de saúde pública global. Neste cenário, tem-se o interesse em desenvolver sensores que possam identificar esses contaminantes de maneira sustentável e econômica. Neste projeto, propõe-se o estudo de "Transistores de Eletrólito no Gate" (EGTs) como sensores de metais pesados em soluções aquosas contendo chumbo ou cádmio, empregando nanotubos de carbono (CNT) depositado por Langmuir-Schaefer (LS) como eletrodos e óxido de zinco (ZnO) depositado por spray pirólise como semicondutor, os quais são materiais amplamente utilizados em sensores eletroquímicos. Os transistores serão fabricados e estudados como sensores em duas arquiteturas básicas, denominadas transistor planar e transistor vertical. Também serão investigados os dispositivos que são contraparte desses transistores, como o diodo Schottky que é uma célula ativa de um transistor vertical e o capacitor metal-isolante-semicondutor (MIS) que é a célula capacitiva de um transistor planar. O desenvolvimento de eletrodos de CNT por LS é uma abordagem nova e permitirá o controle da condutividade e da morfologia, fatores muito importantes para a arquitetura de EGT vertical, em que o eletrodo não deve blindar o campo elétrico na direção vertical e deve apresentar boa condutividade elétrica na direção transversal. O estudo inclui a caracterização dos filmes finos de CNTs e de ZnO por técnicas ópticas, espectroscópicas e morfológicas, além das caracterizações elétricas dos materiais e dispositivos utilizando medidas padrões dos transistores para determinar os seus principais parâmetros. Espera-se que os resultados contribuam para o desenvolvimento de tecnologias mais eficientes e sustentáveis para a detecção de metais pesados na agricultura e setores relacionados à segurança alimentar e ambiental.