Eletrodeposição de filmes de óxidos de vanádio sobre filmes de óxido de estanho dopado com flúor (FTO)

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rodríguez Morales, Gerald José
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/83509
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Ney Pereira Mattoso Filho
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spelling Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPEMattoso Filho, Ney Pereira, 1965-Rodríguez Morales, Gerald José2023-07-24T15:24:39Z2023-07-24T15:24:39Z2017https://hdl.handle.net/1884/83509Orientador: Prof. Dr. Ney Pereira Mattoso FilhoDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia., Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais. Defesa : Curitiba, 22/02/2017Inclui referênciasÁrea de concentração: Engenharia e Ciência dos MateriaisResumo: O dióxido de vanádio (VO2) é um material interessante, já que sofre o fenômeno de transição metal-isolante a uma temperatura crítica (Tc) de 68 °C, que confere mudanças tanto nas propriedades elétricas como nas propriedades óticas. Por essas mudanças é que o VO2 se tornou atraente para o setor industrial. Tem-se realizado muitas pesquisas sobre diferentes processos de produção do VO2 sobre diferentes substratos, porém não foi observado pesquisas sobre processos de crescimento de dióxido de vanádio sobre o substrato de dióxido de estanho dopado com flúor (FTO). A produção, dos filmes fino de VO2, foi realizada mediante o método eletroquímico potenciostático. Utilizou-se uma solução eletrolítica de 0,2 M de Pentóxido de Vanádio (V2O5), 0,25 M Trietanolamina (C6H15NO3) em uma solução de 0,5 M de hidróxido de sódio (NaOH) e através da técnica eletroquímica cronoamperometria. Foram realizadas as eletrodeposições potenciostáticas, sobre dois diferentes substratos: lâminas comerciais de cobre e lâminas de vidro revestido com filme de dióxido de estanho dopado com flúor (FTO/SiO2). Logo que o filme fora eletrodepositado se realizou um tratamento térmico para obter a fase do filme que se pretendia. Por meio das técnicas de EDS e difração de raios X, foi verificado que o substrato de cobre não é adequado para a produção do filme de VO2, dado que uma os átomos de cobre e vanádio interdifundem formando uma solução sólida mediante a realização do tratamento térmico. As linhas de difração comprovam que a significativa presença de óxido de cobre (CuO). Os filmes assim que são depositados sobre os substratos de FTO/SiO2 constituem uma morfologia uniforme e contínua por toda a superfície de deposição. Medidas de DRX mostraram que o filme antes do tratamento térmico é cristalino com a estrutura da fase V6O13. Após do tratamento térmico a morfologia muda, o filme sofre um processo de "enrugamento" denominado dewetting. A fase formada, neste caso, é a fase VO2 M2, com uma forte textura cristalográfica fora do plano da superfície. Uma incomoda contaminação de sódio oriunda do substrato foi detectada sem que houvesse uma incorporação prévia no filme. Medidas de espectroscopia Raman com variação da temperatura foram realizadas para determinar a temperatura da transição de fase. Essas medidas revelaram a ocorrência da transição em 68,8 ± 0,1 °C. Por fim, foram também feitos ensaios com a incorporação de 1 at% de Pb na solução. Os resultados mostram que foram efetivamente incorporados cerca de 0,75 at% de Pb no filme sem alterar significativamente a estrutura cristalina fase VO2 M2.Abstract: Vanadium dioxide (VO2) is an interesting material, because it has the Metal-Insulating Transition (MIT) phenomenon at a critical temperature (Tc) of 68 ° C, which confers changes in electrical properties and optical properties. For those changes, VO2 has become attractive to the industrial sector. The VO2 has been researched by different production processes on different substrates, but no one was done on the deposition of vanadium dioxide on the fluoride doped (FTO) substrate. The production of the VO2 thin films was carried out using a potentiostatic electrochemical method, with an electrolytic solution of 0.2 M of Vanadium Pentoxide (V2O5), 0.25 M Triethanolamine (C6H15NO3) in a solution of 0.5 M Of sodium hydroxide (NaOH), and by electrochemical techniques of chronoamperometry were performed potentiostatic electrodepositions. That electrodeposition was on two different substrates: commercial copper plates and glass plates coated with fluoride doped tin dioxide film (FTO/SiO2). Once the film was electrodeposited a heat treatment was performed to obtain the desired phase. By means of the EDS and X-ray diffraction techniques, it was found that the copper substrate is not suitable for the VO2 film production, because the cooper and vanadium inter diffusion to form a solid solution. After the thermal annealing, the X ray diffraction results confirm the presence of copper oxide (CuO). The films as deposited on FTO/SiO2 substrates constitute a uniform and continuous morphology throughout the deposition surface. XRD measurements have shown that the film as deposited is crystalline with the structure of the V6O13 phase. With the thermal annealing the morphology changes, the film undergoes a process of dewetting. The phase formed in this case is the VO2 M2 phase, with a strong crystallographic texture outside the plane of the surface. An uncomfortable sodium contamination originated by the substrate was detected without previous incorporation into the film. Raman spectroscopy measurements with temperature variation were performed to determine the temperature of the phase transition. The measurements revealed the occurrence of the transition at 68.8 ± 0.1 ° C. Likewise it was made with the incorporation of 1 at% Pb in the solution. The results show that about 0.75 at% Pb in the film were effectively incorporated without significantly modified the VO2 M 2 phase crystal structure.1 recurso online : PDF.application/pdfEngenhariaVanadioEletrodeposiçãoEngenharia de Materiais e MetalurgiaEletrodeposição de filmes de óxidos de vanádio sobre filmes de óxido de estanho dopado com flúor (FTO)info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - D - GERALD JOSE RODRIGUEZ MORALES.pdfapplication/pdf7383328https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/83509/1/R%20-%20D%20-%20GERALD%20JOSE%20RODRIGUEZ%20MORALES.pdf1c228d2537a5f8a1c3efefa317add911MD51open access1884/835092023-07-24 12:24:39.65open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/83509Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082023-07-24T15:24:39Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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