Nanocompósitos de ZnO-SnO2 Preparados pelo Método de Pirólise por Spray: Caracterização e Investigação como Sensores de VOCs

• Processo: 25/21499-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 21 de dezembro de 2025
• Data de Término da vigência: 20 de março de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Luís Fernando da Silva
• Beneficiário: João Vitor Almas Francisco
• Supervisor: Sandrine Bernardini-Barakel
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Aix-Marseille Université (AMU), França
• Vinculado à bolsa: 25/07284-1 - Heteroestruturas de ZnO/SnO2: Caracterização Microestrutural e Avaliação do Desempenho Sensor, BP.IC
• Assunto(s): Heterojunção Dióxido de estanho Óxido de zinco
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: chemi resistores | foto estimulação | heterojunção | SnO2 | spray pirólise | ZnO | Sensores resistivos de gás

Resumo

Sensores de gás baseados em óxidos metálicos semicondutores (SMOXs) têm atraído atenção por sua boa sensibilidade, reversibilidade completa e estabilidade razoável. Dentre estes, o ZnO e o SnO¿ são semicondutores do tipo n amplamente utilizados para detectar gases nocivos como NO¿, O¿ e Compostos Orgânicos Voláteis (VOCs). Apesar de seu potencial, o ZnO e o SnO¿ puros normalmente operam em temperaturas acima de 300 °C, o que limita suas aplicações práticas (ex., consumo de energia, danos microestruturais permanentes, etc.). Portanto, materiais sensores que operam em temperaturas amenas têm sido objeto de uma variedade de estudos. Uma abordagem promissora é a fotoestimulação, que permite que esses óxidos operem abaixo de 100 °C. O ZnO e o SnO¿ têm sido usados com sucesso como camada sensora sob iluminação UV em temperatura ambiente, mas seu desempenho é reduzido pela rápida recombinação dos portadores de carga. Dessa forma, a formação de heterojunções de ZnO-SnO¿ é uma estratégia eficaz para reduzir o processo de recombinação e, consequentemente, melhorar o desempenho de sensoriamento. Com base nessas considerações, este projeto de estágio visa preparar heterojunções de ZnO-SnO¿ para o sensoriamento de VOCs em temperatura ambiente sob fotoestimulação. Os filmes heteroestruturados de ZnO/SnO¿ serão depositados pela técnica de pirólise por spray utilizando um equipamento comercial. Os materiais obtidos serão caracterizados por meio de medidas de difração de raios X, espectroscopia Raman e Microscopia Eletrônica de Varredura. Os experimentos de sensoriamento de gás serão realizados sob iluminação UV contínua, expondo as amostras a diferentes VOCs, especificamente tolueno, acetona e etanol. Acreditamos que este estágio contribuirá para as habilidades do estudante de graduação nas áreas de processamento de materiais e sensoriamento de gás, ao mesmo tempo em que também contribui para seu projeto de pesquisa fomentado pela FAPESP. Este projeto será conduzido no Institut Matériaux Microélectronique Nanosciences de Provence (IM2NP), da Universidade de Aix-Marseille (Marseille, França), sob a supervisão da Ing. Dr. Sandrine Bernardini. (AU)