Filmes finos de óxido de níquel litiado

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Urbano, Alexandre, 1969-
Data de Publicação: 2002
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1593374
Resumo: Orientador: Annette Gorenstein
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spelling Filmes finos de óxido de níquel litiadoFilmes finosBaterias de lítioOrientador: Annette GorensteinTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb WataghinResumo: Neste trabalho filmes finos de óxido de níquel litiado foram estudados. O objetivo maior foi avaliar a potencialidade destes materiais como catodo em microbateria de íon lítio e elemento ópticamente ativo em dispositivos. Os filmes foram depositados por "magnetron R.F. sputtering" variando-se a potência de R.F. com e sem a presença de oxigênio na câmara durante o processo de deposição. Foram investigadas a influência destas variáveis nas propriedades estruturais de curto e longo alcance, a estrutura eletrônica, composição, bem como as propriedades eletroquímicas e optoeletroquímicas. As análises espectroscópicas mostraram que o estado de oxidação do metal de transição depende das condições de deposição, bem como o ordenamento a curto alcance. O estado de oxidação do níquel variou entre +2 e +3, conforme a variação dos parâmetros de deposição. Na amostra depositada sob 50W de potência e 9sccm de fluxo de oxigênio, o níquel apresentou o maior grau de oxidação (+3), apresentando também maior conformidade, no número e distâncias entre os vizinhos do níquel, com o composto de referência LiNiO2 estequiométrico e cristalino. Observou-se, em todas as amostras a presença de uma contaminação superficial com carbonato de lítio (Li2CO3). Apesar da presença desta camada contaminante, os filmes exibiram atividade eletroquímica e eletrocrômica. As análises optoeletroquímicas revelaram que a maior variação de transmitância (para ë =632,8nm) foi de 70% para amostras depositadas sob alta potência de R.F. (150W) e com fluxo de oxigênio (9 sccm) na câmara de deposição. A eficiência eletrocrômica, para estas amostras, foi de 28 cm 2 .C -1 . Com vistas à aplicação como eletrodo para microbaterias concluiu-se que os melhores parâmetros de deposição são: baixa potência de R.F.(50W) na presença de oxigênio na câmara durante o crescimento do filme (fluxo 9 sccm). A capacidade de carga do eletrodo foi de 30 µAh.µm -1 sob corrente de 1 µAAbstract: In this work, lithiated nickel oxide thin films were studied. The main objective was to evaluate the potenciality of these materials as cathodes for lithium-ion microbatteries and optically active element in electrochromic devices. The films were deposited by R.F.magnetron sputtering, under different R.F. powers with or without the presence of oxygen during the deposition process. The influence of the deposition conditions on the short and long range structural properties, on the electronic structure and composition as well as on the electrochemical and optoelectrochemical behaviour was investigated. The spectroscopic analysis showed that the oxidation state of the transition metal and the short range order depends on the deposition condition. The nickel oxidation state varied between 2+ and 3+. For the sample deposited at low power (50 W) and high O2 flow (9 sccm), this oxidation state attained its highest value, showing also a better conformity in the number and distances among neighbouring atoms. For all samples, a contaminant superficial layer of lithium carbonate (Li2CO3) was evidenced. In spite of this layer, the films presented electrochemical and electrochromic activity. The optoelectrochemical analysis showed that the highest transmittance change (at ë =632,8nm) was 70% for samples deposited at high O2 flow. The electrochromic efficiency for these samples was 28 cm 2 .C -1 . In what concerns the use of the materials as electrode for microbatteries, it was concluded that the best deposition parameters are: low R.F. power (50W) with oxygen in the deposition chamber during film growth (9 sccm O2 flow). The charge capacity of this electrode was 30 µAh.µm -1 under a constant current of 1 µADoutoradoFísicaDoutor em Ciências[s.n.]Gorenstein, Annette, 1953-Rosolen, Jose MauricioMastelaro, Valmor RobertoLanders, RichardSoares, David MendezUniversidade Estadual de Campinas. Instituto de Física Gleb WataghinPrograma de Pós-Graduação em FísicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASUrbano, Alexandre, 1969-20022002-06-12T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf93 p. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1593374URBANO, Alexandre. Filmes finos de óxido de níquel litiado. 2002. 93 p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin, Campinas, SP. 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