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Tuning ceria-based nanomaterials: The effects of chemical potential and mineralizing agents on atmosphere-induced electrical resistance

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Autor(es):
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Moreno, H. ; Rocha, L. S. R. ; Garcia, G. ; Macchi, C. ; Ponce, M. A. ; Sambrano, J. R. ; dell'Erba, I. E. ; Albuquerque, A. ; Longo, E. ; Ramirez, M. A. ; Simoes, A. Z.
Número total de Autores: 11
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: Materials Research Bulletin; v. 197, p. 16-pg., 2026-04-01.
Resumo

This study explores the electrical and physicochemical properties of CeO2 thick films by combining theoretical simulations with experimental analyses under variable gas atmospheres. The films are prepared via screen printing, using particles synthesized through the microwave-assisted hydrothermal method with KOH and NaOH at concentrations of 2 and 4 M. KOH promotes higher nucleation rates, resulting in smaller particles with greater surface areas, whereas NaOH leads to fewer nucleation events and thus larger, less agglomerated particles. This trend is supported by the observed increase in the tau 1 lifetime, which rises from approximately 202 ps (NaOH 2 M) to about 219 ps (KOH 2 M), indicating a higher concentration of oxygen vacancies in the KOH-synthesized sample. In contrast, NaOH-based powders produce densely packed particles that form compact and uniform films. Consequently, the faster response times exhibited by the KOH-synthesized samples, compared to those synthesized with NaOH, reinforce their potential for application in gas sensing devices. Overall, the chemical potential plays a critical role in influencing response times by affecting charge carrier dynamics, enhancing surface reaction rates, stabilizing temperature effects, managing defect states, and facilitating chemical interactions. (AU)

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