Heterojunções de SnO2 para aplicações em dispositivos optoeletrônicos: 1) GaAs/SnO2, 2) grafeno/SnO2

Resumo

Nos anos recentes temos nos dedicado à investigação das propriedades de transporte da heterojunção SnO2/GaAs, e este trabalho abriu possibilidades a diversos projetos específicos. Dentro desse contexto se encaixa este projeto de Doutorado, que será dividido em duas linhas de pesquisa: 1) Deposição da heterojunção de SnO2 com GaAs, onde o SnO2 pode ser puro ou dopado com íons terras-raras, como Er3+ ou Eu3+, pois nesta matriz possuem alta eficiência de emissão óptica. 2) síntese de estrutura híbrida composta por SnO2/grafeno. Nessas linhas, será fundamental a investigação do transporte elétrico termo e foto-excitado, além de propriedades ópticas dessas estruturas. O objetivo principal é o desenvolvimento de conhecimento científico e tecnológico, e a contribuição para a confecção de dispositivos eletroluminescentes, transistores transparentes de alta mobilidade e/ou sensores de gás combinando o transporte tanto na camada de GaAs ou na de grafeno com a eficiência da emissão do terra-rara na matriz SnO2. As características elétricas e ópticas dos filmes, quando acoplados na forma de heterojunções, podem apresentar melhorias relacionadas ao transporte elétrico. As medidas a serem realizadas incluem: resistividade e corrente-voltagem em função da temperatura, absorção ótica do UV ao infravermelho, difração de raios-X, fotoluminescência, microscopia de força atômica e microscopia eletrônica de varredura, para avaliar as interfaces substrato/SnO2 e SnO2/GaAs, já que o canal de condução interfacial é um parâmetro fundamental para as propriedades de transporte. Visando explorar ainda mais as propriedades da interface dessas heterojunções, serão realizados experimentos de excitação óptica dos filmes, com obtenção de sinal elétrico e também de emissão óptica. Também será realizada a produção, caracterização e aplicação de grafeno e do semicondutor óxido SnO2, acoplados, onde serão investigadas as propriedades da estrutura híbrida. A técnica para a deposição de grafeno será a esfoliação mecânica. A combinação de óxidos metálicos com grafeno em uma estrutura híbrida pode ser relacionada como uma alternativa para aliar as propriedades de ambos os materiais.