Crescimento direto de nanoestruturas de MoS2 em substratos de papel utilizando a síntese hidrotermal por microondas: ajuste de propriedades e produção de sensores de baixo custo.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UEL |
Texto Completo: | https://repositorio.uel.br/handle/123456789/17160 |
Resumo: | Os recentes avanços obtidos na produção e desenvolvimento de dicalcogenetos de metal de transição bi-dimensionais (2D TMDs) permitem a aplicação destes materiais, que possuem uma estrutura similar ao grafeno, em uma vasta quantidade de dispositivos, compondo promissoras tecnologias para aplicações optoeletrônicas. Neste trabalho, nanoestruturas de dissulfeto de molibdênio (MoS2) foram crescidas diretamente em substratos de papel através da síntese hidrotermal assistida por micro-ondas. Técnicas de caracterização morfológica, estrutural e óptica – como microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X (DRX) e espectroscopia Raman – foram utilizadas para analisar as amostras sintetizadas. A variação dos parâmetros de síntese, como o tempo e a temperatura, permitiram a manipulação destas nanoestruturas durante o processo de crescimento, com a produção das fases metálica (1T) e semicondutora (2H). Utilizando este método de síntese, nanoestruturas bi-dimensionais de MoS2 foram diretamente crescidas sobre substratos de papel. Os resultados de fotocondutividade motraram que os fotodetectores interdigitais de MoS2, sintetizados à 200 °C durante 120 minutos, podem apresentar Resposta de 290 mA/W com Detectividade de 1,8 x 109 Jones e 37 % de eficiência quântica externa. As nanoestruturas de MoS2 foram utilizadas como camada ativa na produção de fotodetectores de infra-vermeho próximo de baixo-custo, onde as melhorias e adaptações desse método de síntese permitem futuras aplicações diversas, como sensores de luz e umidade descartáveis, tecnologia de sensores em embalages, RFIDs, dentre outras. |
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Crescimento direto de nanoestruturas de MoS2 em substratos de papel utilizando a síntese hidrotermal por microondas: ajuste de propriedades e produção de sensores de baixo custo.Direct growth of MoS2 nanostructures on paper substrates using microwave hydrothermal synthesis: tuning of properties and production of low-cost sensorsMoS2Síntese hidrotermal assistida por micro-ondasFotosensores de baixo custoFísicaNanoestruturasMolibdênioMicroscopia eletrônicaRaman, Espectroscopia deCiências Exatas e da Terra - FísicaMoS2Microwave-assisted hydrothermal synthesisLow-cost photosensorsPhysicsNanostructuresMolybdenumElectron microscopyRaman spectroscopyOs recentes avanços obtidos na produção e desenvolvimento de dicalcogenetos de metal de transição bi-dimensionais (2D TMDs) permitem a aplicação destes materiais, que possuem uma estrutura similar ao grafeno, em uma vasta quantidade de dispositivos, compondo promissoras tecnologias para aplicações optoeletrônicas. Neste trabalho, nanoestruturas de dissulfeto de molibdênio (MoS2) foram crescidas diretamente em substratos de papel através da síntese hidrotermal assistida por micro-ondas. Técnicas de caracterização morfológica, estrutural e óptica – como microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X (DRX) e espectroscopia Raman – foram utilizadas para analisar as amostras sintetizadas. A variação dos parâmetros de síntese, como o tempo e a temperatura, permitiram a manipulação destas nanoestruturas durante o processo de crescimento, com a produção das fases metálica (1T) e semicondutora (2H). Utilizando este método de síntese, nanoestruturas bi-dimensionais de MoS2 foram diretamente crescidas sobre substratos de papel. Os resultados de fotocondutividade motraram que os fotodetectores interdigitais de MoS2, sintetizados à 200 °C durante 120 minutos, podem apresentar Resposta de 290 mA/W com Detectividade de 1,8 x 109 Jones e 37 % de eficiência quântica externa. As nanoestruturas de MoS2 foram utilizadas como camada ativa na produção de fotodetectores de infra-vermeho próximo de baixo-custo, onde as melhorias e adaptações desse método de síntese permitem futuras aplicações diversas, como sensores de luz e umidade descartáveis, tecnologia de sensores em embalages, RFIDs, dentre outras.Recent advances in the production and development of two-dimensional transition metal dichalcogenides (2D TMDs) allow applications of these materials, with a structure similar to that of graphene, in a series of devices as promising technologies for optoelectronic applications. In this work, molybdenum disulfide (MoS2) nanostructures were grown directly on paper substrates through a microwave-assisted hydrothermal synthesis. The synthesized samples were subjected to morphological, structural, and optical analysis, using techniques such as scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), and Raman spectroscopy. The variation of synthesis parameters, as temperature and synthesis time, allowed the manipulation of these nanostructures during the growth process, with alteration of the metallic (1T) and semiconductor (2H) phases. By using this synthesis method, two-dimensional MoS2 nanostructures were directly grown on paper substrates. The photoconductivity resuts showed tha the interdigital MoS2 photodetectors, synthesized at 200?C for 120 min, can show a Responsivity of 290 mA/W with a Detectivity of 1.8 × 109 Jones and 37% of external quantum efficiency. The MoS2 nanostructures were used as the active layer, to produce low-cost nearinfrared photodetectors, where improvements and adaptations of this synthesis method allow for diverse future applications, such as disposable light and humidity sensors, sensor technology in packaging, RFIDs, among others.Lourenço, Sidney AlvesMartins, Rodrigo Ferrão PaivaGomes, Daniela da Silva NunesCava, Carlos EduardoSilva, Marco Aurélio Toledo daUrbano, AlexandreLaureto, EdsonCordeiro, Neusmar Junior Artico2024-08-08T19:22:44Z2024-08-08T19:22:44Z2021-07-23info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfapplication/pdfhttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/17160porCCE - Departamento de FísicaPrograma de Pós-Graduação em FísicaUniversidade Estadual de Londrina - UELLondrina102 p.reponame:Repositório Institucional da UELinstname:Universidade Estadual de Londrina (UEL)instacron:UELinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-08-09T06:06:59Zoai:repositorio.uel.br:123456789/17160Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bibliotecadigital.uel.br/PUBhttp://www.bibliotecadigital.uel.br/OAI/oai2.phpbcuel@uel.br||opendoar:2024-08-09T06:06:59Repositório Institucional da UEL - Universidade Estadual de Londrina (UEL)false |
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