Síntese, caracterização estrutural e óptica de filmes de CeO2 obtidos por pirólise de sais de cério

• Autor(a) principal: Silva, Thiago Gomes da
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1884/35954
• topic: Teses

Resumo: O estudo de materiais da família dos lantanídeos vem crescendo significativamente nos últimos anos. Isto se deve a grande quantidade de propriedades intrínsecas que estes materiais possuem e que somente hoje, com uma tecnologia mais avançada e capacidade de processamento, tem se tornado possível a compreensão e aplicação destes materiais. Os elementos conhecidos como terras rara estão ganhando este destaque, pois são vistos como sucessores naturais de se­micondutores convencionais em dispositivos eletrônicos, opto-eletrônicos, de armazenamento de dados. Alem disso, sua configuração eletrônica, a qual possui camadas com subníveis d e f pre­enchidas, faz destes fontes de novas possibilidades de estudos tanto nos ramos da física, quanto da química e biologia. Neste trabalho, apresentamos tecnicas simples de producao de filmes de oxido de cério utilizando como precursores os sais de cério: acetato de cério e cloreto de cério. Além da produção dos filmes, algumas propriedades ópticas e estruturais serão apresentadas por meio do uso das tecnicas de fotoluminescencia, catodoluminescência, espalhamento Raman, difração de raios X, para os vários tipos de filmes gerados. Também faremos uma breve analise dos sais de cério, por estudar sua reação pirolítica, e para o caso do acetato de cério, catalogar os modos vibracionais ativos nos espectros Raman e de infravermelho. Como resultados princi­pais determinamos 600 °C para ser uma temperatura otimizada para a produção de filmes de oxido de cério a partir de cloreto de cério, enquanto que temperaturas maiores que 750 °C são necessários para a produção de filmes de oxido de cério usando acetato de cério como reagente precursor. Os tamanhos de cristalito foram da ordem de 20 nm para filmes obtidos por spray pyrolysis e por drop casting, enquanto que para filmes feitos por precipitação por saturaçao estes valores chegam a 100 nm, utilizando uma mesma temperatura de produção de filmes. Das propriedades opticas do oxido de cério, determinamos a energia de banda proibida para filmes crescidos por spray pyrolysis para ser da ordem de 3 eV, com banda de DAP da ordem de 2,85 eV e para a banda de defeitos na ordem de 2,53 eV. Medidas de fotoluminescencia em funçcãao da temperatura mostraram a evolução e o desaparecimento de determinados picos de luminescência. Para 20 K, filmes crescidos por precipitação de CeO2 apresentaram um unico pico de emissãao luminosa, enquanto filmes por drop casting apresentaram dois picos para a mesma temperatura de aquisicao da luminescencia. Por utilizar diversas técnicas de fabricação, conseguimos diferentes espessuras de filmes e tambem a continuidade dos filmes na superfície do substrato foram modificadas. Como conclusão, estes filmes por spray pyrolysis, drop casting e por precipitacao por saturacao tem qualidades estruturais e ípticas suficientes para aplicacao em dispositivos, bem como no estudo de ciencia de materiais.