SÃntese e caracterizaÃÃo dos Ãxidos TiO2 , SnO2 e In2O3 dopados com Fe sintetizados por moagem mecÃnica: influÃncia das ferramentas de moagem

• Autor(a) principal: GislÃnia Maria de Souza Lima Mendes
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC
• Texto Completo: http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=11244
• topic: Material Science; Semiconductors-Doping; ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA

Os semicondutores magnÃticos atraÃram a atenÃÃo de muitos cientistas nos Ãltimos anos devido, principalmente, a aplicaÃÃes tecnolÃgicas no ramo da spintrÃnica. Esses semicondutores podem ser desenvolvidos por meio de um processo chamado dopagem, onde alguns Ãtomos da matriz semicondutora sÃo substituÃdos aleatoriamente por Ãtomos magnÃticos. Esta propriedade possibilita a fabricaÃÃo de uma variedade de dispositivos eletrÃnicos a partir do mesmo material semicondutor. Neste trabalho utilizou-se a tÃcnica de moagem mecÃnica de altas energias para realizar a dopagem dos Ãxidos TiO2, SnO2 e In2O3 com Fe2O3, que foram caracterizados estruturalmente por difraÃÃo de raios-x e espectroscopia MÃssbauer. A sÃntese foi realizada em trÃs tipos de ferramentas de moagem que influenciaram no desenvolvimento da reaÃÃo. Foram formados compostos com fÃrmulas Sn(1-x)Fe(x)O2, Ti(1-x)Fe(x)O2 e {(In(1-x)Fe(x)}2O3, com valores de concentraÃÃo do dopante magnÃtico x de 2, 5 e 10% em Ãtomos. Utilizando jarra de poliacetal e esferas de zircÃnia foram sintetizadas amostras de TiO2 dopadas com Fe2O3. No entanto, a energia produzida por estas ferramentas nÃo foi suficiente para completar a formaÃÃo do composto. Com uma jarra e esferas de aÃo inox foram produzidas amostras de TiO2 dopadas com Fe2O3, que por sua vez foram contaminadas com impurezas de ferro metÃlico proveniente das ferramentas utilizadas. AlÃm disso, essas impurezas contribuÃram para a formaÃÃo de outra fase, a ilmenita (FeTiO3). Para alcanÃar um grau de pureza, essas amostras foram submetidas à lavagem com soluÃÃo de HCl para a retirada do ferro metÃlico, porÃm a fase referente a ilmenita nÃo foi eliminada. Compostos formados por TiO2, SnO2 e In2O3 dopados com Fe2O3 foram sintetizados em uma jarra de alumina com esferas de zircÃnia. Estas amostras nÃo apresentaram impurezas indesejÃveis e nÃo houve formaÃÃo de outras fase. Enquanto os compostos baseados em TiO2 e SnO2 mantiveram suas estruturas cristalinas originais, o composto {In(1-x)Fe(x)}2O3 sofreu uma mudanÃa de fase cristalina, da estrutura cÃbica original do In2O3 para hexagonal do tipo corundum. Resultados obtidos das medidas de espectroscopia MÃssbauer e difraÃÃo de raios-x mostraram que, com o aumento do tempo de moagem, o Fe^{3+} entra na matriz dos compostos semicondutores substituindo o Ti^{4+}, Sn^{4+} ou In^{3+} em sÃtios octaÃdricos. Foi observado tambÃm a formaÃÃo de um sÃtio com deficiÃncia de oxigÃnio nos compostos finais que pode ser atribuÃdo ao processo e longos tempos de moagem ou ainda ao desbalanÃo estequiomÃtrico dos compostos precursores usados na moagem.