Obtenção de grafeno sobre substratos isolantes

• Autor(a) principal: Pluczinski, Lidiane da Silva
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/232676
• topic: Grafeno; Parafina; Deposição a vapor; Graphene; Paraffin

A busca por novos materiais que proporcionem alternativas e soluções para situações do cotidiano está sendo cada vez mais intensa. Neste contexto, o grafeno está em destaque. A técnica de deposição química em fase vapor (CVD) é a mais amplamente utilizada e com grande êxito para sua síntese. Já a respeito do processo de transferência, o polimetilmetacrilato (PMMA), é o material mais comumente utilizado como suporte. Dentro desse cenário, o presente estudo teve como objetivos i) sintetizar grafeno utilizando a técnica de CVD, aprimorando o processo clássico, visando evitar contaminações oriundas do tubo de quartzo fundido utilizado no forno e do porta-amostra e ii) aprimorar a técnica de transferência, testando um novo material suporte, parafina, como substituinte do PMMA. Com relação à síntese, foram ajustados os parâmetros e definidos os materiais a serem utilizados. As duas principais modificações ao processo clássico de síntese foram a adaptação de tubos internos ao de quartzo fundido e a utilização de uma caixa de tântalo para proteção adicional da amostra durante o processo. No que se refere a transferência, dois métodos utilizando a parafina foram testados: parafina em sua forma fundida e em solução de hexano. O material resultante foi analisado por espectroscopia Raman. Ambas as melhorias sugeridas pelas modificações ao processo clássico de síntese mostraram-se eficientes, uma vez que contaminações oriundas do tubo de quartzo fundido utilizado no forno e do porta-amostra não foram detectadas. Foi possível definir os parâmetros de síntese mais adequados e os materiais a serem utilizados. O processo de transferência mostrou a necessidade de aprimoramentos, visto que foi possível observar, em microscópio, que a remoção da camada de suporte catalítico de cobre não ocorreu de forma completa, sendo necessários estudos posteriores para averiguação dos motivos. Quanto à proposta de um material para substituir o PMMA, a parafina mostrou-se satisfatoriamente eficiente em ambos os métodos. Observando as razões entre as áreas os picos D e G obtidos nos espectros Raman característicos, foi possível notar que a quantidade de defeitos para o grafeno transferido por PMMA foi maior quando comparado as transferências à base de parafina. E observando as razões entre as áreas os picos 2D e G obtidos nos espectros Raman característicos, foi possível notar que a qualidade para o grafeno transferido por PMMA foi ~2,2 vezes menor que aquela obtidas pelas transferências a base de parafina. Analisando, em conjunto, os resultados apresentados pelas razões entre as áreas dos picos D e G e dos picos 2D e G, verificou-se que o grafeno transferido via solução de parafina apresentou um melhor conjunto de dados, pois apresentou baixo grau de defeitos e elevada qualidade. Isso demonstrou que a transferência prosposta era eficiente em diminuir os defeitos e manter a qualidade do grafeno obtido. De modo geral, o presente estudo mostrou uma prosposta de síntese e transferência que obteve grafeno de melhor qualidade do que as técnicas clássicas.