Fabrication of ultraviolet sensors based on ZTO and ZnO nanowires

• Autor(a) principal: Carvalho, David Manuel Seguro de
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10362/153939
• topic: UV sensors; Metal oxides; ZnSnO3 NWs; multifunctionality; ZnO NWs; hydrothermal synthesis; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Nanotecnologia

A procura de novos materiais e respetivas técnicas de processamento que combinem melhores propriedades com um menor impacto ambiental é uma constante preocupação da comunidade científica. Sendo um dos grandes desafios melhorar o desempenho dos dispositivos através de práticas mais sustentáveis e ecológicas. Os óxidos metálicos, compreendendo os minerais mais abundantes na Terra, satisfazem estes requisitos com o seu leque variado de materiais. Particularmente os óxidos multicomponentes, tal como o óxido de zinco-estanho (ZTO), estão bem posicionados para responder às preocupações ambientais bem como para demonstrarem a sua relevância ao apresentarem uma vasta pluralidade de aplicações. Rovisco e um grupo de investigadores do i3N/CENIMAT reportaram recentemente pela primeira vez uma síntese hidrotérmica de nanofios de ZTO, a baixa temperatura (200 °C) e sem a utilização de sementes de crescimento, fornecendo assim uma via alternativa aos dispendiosos métodos de fase de vapor usualmente empregues. Estes nanofios foram estudados no i3N/CENIMAT e devido à sua natureza multifuncional já produziram resultados promissores na colheita de energia, integração em eletrónica e até mesmo em catálise. Neste trabalho, sensores de radiação ultravioleta (UV) utilizando nanofios de ZTO produzidos por solução, constituindo a camada ativa do sensor, são relatados pela primeira vez. Sensores UV atraem muita atenção devido às suas numerosas aplicações que abrangem várias áreas da indústria, da tecnologia e da vida quotidiana. Resumidamente a fabricação dos sensores consistiu na aplicação da técnica de drop-casting de uma solução de 4 μL de 800 nm de nanofios dispersos em álcool isopropílico (IPA) por cima da área dos dedos dos elétrodos interdigitais de Mo. Através de métodos simples de baixo custo e baixo consumo energético, os sensores UV foram obtidos mostrando uma boa resposta UV. Os sensores ZTO produzidos, quando irradiados com uma luz UV de 365 nm com uma potência de 2,6 mW, obtiveram um rácio de foto-corrente com a corrente no escuro (Iph/Idark) de 42 demonstrando uma responsividade (RUV) de 6,4 μA/W. Utilizando técnicas de produção semelhantes, sensores UV baseados em ZnO, já intensivamente explorados na literatura, foram também fabricados e estudados para servirem como termo de comparação.