Funcionalização de multicamadas de grafeno com plasmas frios usando diferentes misturas gasosas

• Autor(a) principal: MACHUNO, Luis Gustavo Baptista
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFTM
• Texto Completo: http://bdtd.uftm.edu.br/handle/tede/518
• topic: Grafeno.; Tratamento a plasma.; PECVD.; Funcionalização.; Graphene doping.; Dopagem.; Graphene.; Plasma treatment.; PECVD.; Química

O presente trabalho tem por objetivo a investigação das modificações induzidas plasma de diversas misturas gasosas em multicamadas de grafeno (multilayer graphene - MLG). Para isto foram utilizados alguns métodos de análises que possibilitaram identificar modificações na morfologia de sua superfície (Microscopia óptica, Microscopia de Força Atômica – MFA e Microscopia Eletrônica de Varredura - MEV), análises químicas e da estrutura cristalográfica (Espectroscopia Raman e Difração de Raios-X - XRD) e sua composição química (Espectroscopia de Fotoelétrons excitados por Raios-X - XPS). As principais alterações observadas foram na morfologia das superfícies das amostras, já que o tratamento a plasma promoveu a corrosão das bordas dos flocos de MLG, aumentando a rugosidade em mais de 5% para o tratamento com dióxido de carbono. Resultados obtidos em espectroscopia Raman indicaram um aumento do número de defeitos na estrutura do grafeno. A composição elementar obtida por espectroscopia XPS indicou pequena incorporação de oxigênio (1,55% para tratamento com dióxido de carbono) e nitrogênio (0,4% para tratamento com nitrogênio) na amostra, caracterizando assim a dopagem do grafeno. A estrutura cristalina apresentou pequena variação nas dimensões das células unitárias, comprovando que após o tratamento a estrutura das amostras não foram descaracterizadas significativamente. As medidas de resistividade mostraram aumento de 0,8x10-3 Ω.cm (eletrodo puro) para 3,1x10-3 Ω.cm (tratado CO2), modificação causada por defeitos inseridos nos MLG’s. Os tratamentos aqui descritos promoveram a criação de sítios ativos por inserção de átomos/íons que atuam como dopantes na rede cristalina. Estes sítios podem ser explorados para a construção de sensores e compostos biocompatíveis ou bioativos. O uso de plasma reativo aqui proposto permite uma modificação do grafeno a um custo relativamente baixo com processo realizado em menores tempos comparados a processos químicos tradicionais.