Síntese e Caracterização de Filmes Finos de Óxido de Zinco e Polianilina para Aplicações em Heterojunções Semicondutoras
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Data de Publicação: | 2009 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/1365 |
Resumo: | Neste trabalho foi desenvolvido um processo de deposição de filmes finos de óxido de zinco a partir do pó (ZnO) sobre substratos de vidro e semicondutores através da técnica de evaporação térmica resistiva. Os filmes foram submetidos a tratamentos térmicos em N2, Ar e O2 e posteriormente foram estudadas suas propriedades estruturais, topográficas, óticas e elétricas. Para isto utilizou-se as técnicas de difração de Raios-x, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de força atômica (AFM), espectroscopia de absorção/transmissão (UV-VIS) e a técnica de medida de quatro pontas. Mostrou-se, dentro de condições de deposição específicas, que usando a técnica de evaporação térmica resistiva é possível a obtenção de filmes de ZnO com boa qualidade topográfica/estrutural, baixa resistividade elétrica (∼ 10-3 Ω.cm) e transmitância ótica superior a 85 %. Verificou-se que o gap desses filmes aumenta com temperatura de recozimento, variando entre 3.09 e 3.24 eV. Neste trabalho também foi realizada a síntese do polímero polianilina (PANI) pelo método químico utilizando-se a metodologia desenvolvida por MacDiarmid et al. A PANI foi utilizada para obtenção de filmes finos, os quais foram depositados em de substratos de vidro com e sem filmes de ouro depositado na superfície, utilizando-se a técnica de spin-coating. Os filmes finos de PANI também foram caracterizados topograficamente, elétrica e oticamente. Os filmes de PANI apresentou baixa resistividade elétrica (10-1 Ω.cm) e excelente estabilidade química no estado dopado. Os filmes de ZnO e de PANI, previamente caracterizados, foram utilizados no processamento das heterojunções. Com estes filmes foi possível desenvolver uma nova classe de dispositivos eletrônicos. Foi verificado que quando o estado de dopagem da PANI é alterado as heterojunções apresentaram comportamentos I x V distintos. Dessa forma, quando a PANI está no seu estado desdopado e natural a heterojunção ZnO/PANI apresenta uma curva I x V característica de um varistor (retificação com simetria em ambas as polarizações), e dependendo da espessura do filme de ZnO pode-se ter coeficiente de não linearidade (α) entre 3 e 15. Por outro lado, quando a heterojunção ZnO/PANI é preparada com a PANI no seu estado dopado (condutor) a curva I x V apresenta comportamento retificador (numa única polarização). Dispositivos baseados em silício e ZnO (ZnO/Si) também foram preparados e caracterizados eletricamente. Observou-se uma diminuição significativa da corrente de fuga nas curvas I x V em função da temperatura de recozimento |
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Para isto utilizou-se as técnicas de difração de Raios-x, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de força atômica (AFM), espectroscopia de absorção/transmissão (UV-VIS) e a técnica de medida de quatro pontas. Mostrou-se, dentro de condições de deposição específicas, que usando a técnica de evaporação térmica resistiva é possível a obtenção de filmes de ZnO com boa qualidade topográfica/estrutural, baixa resistividade elétrica (∼ 10-3 Ω.cm) e transmitância ótica superior a 85 %. Verificou-se que o gap desses filmes aumenta com temperatura de recozimento, variando entre 3.09 e 3.24 eV. Neste trabalho também foi realizada a síntese do polímero polianilina (PANI) pelo método químico utilizando-se a metodologia desenvolvida por MacDiarmid et al. A PANI foi utilizada para obtenção de filmes finos, os quais foram depositados em de substratos de vidro com e sem filmes de ouro depositado na superfície, utilizando-se a técnica de spin-coating. Os filmes finos de PANI também foram caracterizados topograficamente, elétrica e oticamente. Os filmes de PANI apresentou baixa resistividade elétrica (10-1 Ω.cm) e excelente estabilidade química no estado dopado. Os filmes de ZnO e de PANI, previamente caracterizados, foram utilizados no processamento das heterojunções. Com estes filmes foi possível desenvolver uma nova classe de dispositivos eletrônicos. Foi verificado que quando o estado de dopagem da PANI é alterado as heterojunções apresentaram comportamentos I x V distintos. Dessa forma, quando a PANI está no seu estado desdopado e natural a heterojunção ZnO/PANI apresenta uma curva I x V característica de um varistor (retificação com simetria em ambas as polarizações), e dependendo da espessura do filme de ZnO pode-se ter coeficiente de não linearidade (α) entre 3 e 15. Por outro lado, quando a heterojunção ZnO/PANI é preparada com a PANI no seu estado dopado (condutor) a curva I x V apresenta comportamento retificador (numa única polarização). Dispositivos baseados em silício e ZnO (ZnO/Si) também foram preparados e caracterizados eletricamente. Observou-se uma diminuição significativa da corrente de fuga nas curvas I x V em função da temperatura de recozimentoCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de PernambucoAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessFilmes finosEvaporação térmicaÓxido de ZincoPolianilinaHeterojunçõesSíntese e Caracterização de Filmes Finos de Óxido de Zinco e Polianilina para Aplicações em Heterojunções Semicondutorasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALarquivo2054_1.pdfapplication/pdf9727352https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/1365/1/arquivo2054_1.pdfed34e8f113f3a7a32fb2daf58a8cff03MD51LICENSElicense.txttext/plain1748https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/1365/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52TEXTarquivo2054_1.pdf.txtarquivo2054_1.pdf.txtExtracted texttext/plain304384https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/1365/3/arquivo2054_1.pdf.txt2668c2c59eb033ed6052406294d5362eMD53THUMBNAILarquivo2054_1.pdf.jpgarquivo2054_1.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1572https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/1365/4/arquivo2054_1.pdf.jpg963c392d425057d7bdfebe9e98b2c2dbMD54123456789/13652019-10-25 02:42:30.903oai:repositorio.ufpe.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212019-10-25T05:42:30Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false |
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