Condições de decomposição de precursores de fonte única nas propriedades semicondutores à base de sulfetos de bismuto, zinco ou estanho e óxido de estanho

• Autor(a) principal: Guilherme Oliveira Siqueira
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-98FU9H
• topic: sulfeto de estanho; difração de raios X; sulfeto de bismuto; decomposição térmica; óxido de estanho; Sulfeto de zinco; hidrotérmica; microestrutura; precursor de fonte única; Físico-química; Microestrutura; Raio X Difração; Óxidos metálicos de transição; Decomposição química; Sulfetos

Materiais semicondutores tem uma ampla variedade de aplicações tecnológicas devido as suas propriedades características. Desta forma, o estudo da influência do método de síntese sobre as propriedades desses materiais é de grande relevância para a ciência e tecnologia de materiais. Com este objetivo, o presente trabalho de pesquisa contribui para a otimização e controle das propriedades dos sulfetos e óxidos de estanho e os sulfetos de zinco e de bismuto. Os materiais foram obtidos através de decomposição térmica e hidrotérmica de precursores de fonte única e a correlação das condições dos processos com as propriedades dos materiais também foi estudada. Os precursores [Zn(S2CNEt2)2], [Bi(S2CNEt2)3], [Sn4But4S6] e [Sn4But4O6] foram sintetizados e caracterizados através de análises térmicas para estudo do comportamento térmico dos mesmos e determinação das melhores temperaturas de obtenção de cada material. Os experimentos de decomposição térmica foram realizados em forno tubular em diferentes temperaturas e atmosferas inerte e oxidante. A caracterização dos materiais obtidos foi realizada por microscopia eletrônica de varredura e análise microestrutural por difração de raios X de pó. Embora os sulfetos e óxidos desejados tenham sido obtidos, a decomposição produziu materiais com alto grau de dispersão de tamanho de partículas/cristais e o método não demostrou melhoria das propriedades dos produtos finais. Foi então escolhido o processo hidrotérmico que apresenta muitas variáveis de controle do processo de decomposição. As variáveis temperatura, tempo, surfactante, pH, molécula funcionalizante da superfície das partículas e solvente foram testadas e a influência de cada uma sobre as propriedades do material final foi avaliada através de várias técnicas de caracterização: microscopia eletrônica de varredura e de transmissão, análise microestrutural por difração de raios X, espectroscopia eletrônica e adsorção gasosa. Testes fotocatalíticos de degradação de corante orgânico também foram realizados. A morfologia e a microestrutura do material obtido apresentaram grande dependência das condições do processo de obtenção, forma, tamanho, distribuição de tamanho, grau de aglomeração dos cristais e defeitos da rede cristalina puderam ser controlados. As propriedades eletrônicas e a atividade fotocatalítica do material, importantes para a aplicação dos mesmos, também dependem das condições de decomposição do precursor e, portanto, podem ser otimizadas de acordo com o interesse para aplicação do material.