Processamento e Caracterização do SnO₂(s) Dopado com Doadores/Receptores de Elétrons para Aplicação como Eletrodo Óxido Condutor.
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Data de Publicação: | 2017 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
Texto Completo: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/713 |
Resumo: | O SnO₂(s) é um semicondutor do tipo n, possui baixa densificação, quando dopado com outros óxidos metálicos exibe um comportamento elétrico causados por defeitos intrínsecos e extrínsecos. Utilizou-se o Co₂O₃(s) como agente densificante e MoO₃(s) e WO₃(s) como principais óxidos na obtenção das propriedades elétricas. As concentrações utilizadas dos dopantes variaram em porcentagem molar, empregou-se o processamento convencional de mistura de óxidos, após a identificação dos resultados de retração do material, analisados em dilatômetro definiu-se as temperaturas de sinterização para 1.250ºC, 1.350ºC e 1.450ºC com aquecimento de 5°C/minutos. As amostras conformadas a 210 Mpa e tratadas termicamente em isoterma de 2 horas, demonstraram um aumento na densidade relativa, com média e desvio padrão de 99,03% ± 0,68% para amostra contendo 99,0% SnO₂(s) + 1,0% Co₂O₃(s) 1.450°C. As amostras foram caracterizadas por Difração de Raios-X (DRX), ilustram a existência da fase cristalina rutilo do SnO₂(s) e a inexistência de outras picos de formações de fases secundárias cristalinas, referente aos dopantes Co₂O₃(s), MoO₃(s) eWO₃(s) indicando a presença da fase esperada. Os modos vibracionais das ligações químicas foram observados na Espectroscopia no Infravermelho (IV) e Espectroscopia Raman, identificando as ligações químicas do SnO₂(s). Os valores de energia de band gap, foram obtidos pela Espectroscopia de Refletância Difusa UVVis, proporcionando um melhor resultado de Egap=3,03eV para amostra 98,75% SnO₂(s) + 1% Co₂O₃(s) + 0,25% MoO₃(s) 1.350°C, característica ideal para condução elétrica em semicondutores. As dopagens contendo Mo(s) e W(s) influenciaram na redução do tamanho de grãos das amostras, obtendo poucos poros localizados nos contornos de grãos, provavelmente ocasionados pelo processamento do material, indicam ainda a presença de aglomerados que após o processo de sinterização conduziu a formação de intra-aglomerados e inter-aglomerados, ilustradas em análises de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Através da caracterização elétrica verificou-se que as amostras apresentam um comportamento semicondutor de condução por barreiras com baixa energia que surge apenas em baixas temperaturas (T<195K), indicando que o material estudado possui um grande potencial para aplicações em eletrodos óxido condutor. O parâmetro de condução aumenta, quando aumenta a temperatura que provavelmente é devido ao aumento das vacâncias de oxigênio na estrutura do óxido de estanho. Os resultados de impedância, ilustram arcos de círculo com o centro abaixo do eixo Y (Z”), indicando tratar-se de um modelo de circuito paralelo de resistor e capacitor com uma dispersão de permissividades dielétricas sendo melhor resultado para aplicação em eletrodo óxido condutor a amostra contendo 98,75% SnO₂(s) + 1% Co₂O₃(s) + 0,25% MoO₃(s) 1.250°C, sendo representado pelo menor valor de Ω. |
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2017-022017-04-05T17:49:18Z2017-04-05T17:49:18ZFERREIRA, Diego Henrique Oliveira. Processamento e Caracterização do SnO₂(s) Dopado com Doadores/Receptores de Elétrons para Aplicação como Eletrodo Óxido Condutor. 2017. 107 f. Dissertação (Mestrado Multicêntrico em Química de Minas Gerais) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2017.https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/713O SnO₂(s) é um semicondutor do tipo n, possui baixa densificação, quando dopado com outros óxidos metálicos exibe um comportamento elétrico causados por defeitos intrínsecos e extrínsecos. Utilizou-se o Co₂O₃(s) como agente densificante e MoO₃(s) e WO₃(s) como principais óxidos na obtenção das propriedades elétricas. As concentrações utilizadas dos dopantes variaram em porcentagem molar, empregou-se o processamento convencional de mistura de óxidos, após a identificação dos resultados de retração do material, analisados em dilatômetro definiu-se as temperaturas de sinterização para 1.250ºC, 1.350ºC e 1.450ºC com aquecimento de 5°C/minutos. As amostras conformadas a 210 Mpa e tratadas termicamente em isoterma de 2 horas, demonstraram um aumento na densidade relativa, com média e desvio padrão de 99,03% ± 0,68% para amostra contendo 99,0% SnO₂(s) + 1,0% Co₂O₃(s) 1.450°C. As amostras foram caracterizadas por Difração de Raios-X (DRX), ilustram a existência da fase cristalina rutilo do SnO₂(s) e a inexistência de outras picos de formações de fases secundárias cristalinas, referente aos dopantes Co₂O₃(s), MoO₃(s) eWO₃(s) indicando a presença da fase esperada. 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Através da caracterização elétrica verificou-se que as amostras apresentam um comportamento semicondutor de condução por barreiras com baixa energia que surge apenas em baixas temperaturas (T<195K), indicando que o material estudado possui um grande potencial para aplicações em eletrodos óxido condutor. O parâmetro de condução aumenta, quando aumenta a temperatura que provavelmente é devido ao aumento das vacâncias de oxigênio na estrutura do óxido de estanho. Os resultados de impedância, ilustram arcos de círculo com o centro abaixo do eixo Y (Z”), indicando tratar-se de um modelo de circuito paralelo de resistor e capacitor com uma dispersão de permissividades dielétricas sendo melhor resultado para aplicação em eletrodo óxido condutor a amostra contendo 98,75% SnO₂(s) + 1% Co₂O₃(s) + 0,25% MoO₃(s) 1.250°C, sendo representado pelo menor valor de Ω.Processamento e Caracterização do SnO₂(s) Dopado com Doadores/Receptores de Elétrons para Aplicação como Eletrodo Óxido Condutor.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisItajubáUniversidade Federal de Itajubá107 p.Eletrodo óxido condutorÓxido de estanhoDopagem com doadores de elétronsdopagem com receptores de elétronsElectrode conductive oxideTin oxideDoping with donor acceptorsdoping with electron acceptorsMOURA FILHO, FranciscoMulticêntrico em Química de Minas GeraisQuímicaMateriaisFERREIRA, Diego Henrique OliveiraPrograma de Pós-Graduação: Mestrado - Multicêntrico em Química de Minas GeraisIFQ - Instituto de Física e Químicaporreponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEIinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALdissertacao_ferreira1_2017.pdfdissertacao_ferreira1_2017.pdfapplication/pdf3374144https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/713/1/dissertacao_ferreira1_2017.pdf7b00ea7863e4399e4b6044b594276b25MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/713/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52123456789/7132024-02-08 13:03:31.98oai:repositorio.unifei.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442024-02-08T16:03:31Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false |
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