Modelo de histerese para transição semicondutor-metal em filmes finos de VO2.

• Ano de defesa: 2003
• Autor(a) principal: ALMEIDA, Luiz Alberto Luz de.
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande; Brasil; Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI; PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA; UFCG
• Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/10930

O dióxido- de vanádio (V02 ) e utilizado na fabricação de sensores e transdutores com aplicações cm detecção, modulação e chaveamento ótico. Quando depositado na forma, de um filme fino, apresenta transição de fase de estado solido, que resulta em mudanças significativas nas propriedades elétricas e óticas do filme, que se transforma de semicondutor para metal, a depender da, temperatura do filme. 0 filme fino de V02 vem sendo utilizado na fabricação de sensores termoresistivos para detecção de radiação infravermelho. Estes sensores combinados com o circuito eletrônico de polarização são chamados bolômetros. 0 dióxido de vanádio surgiu como alternativa atraente na construção de bolômetros, pois possuem uma sensibilidade elevada, em comparação com demais materiais. Os bolômetros baseados no V02 são usualmente operados na região semicondutora, cujo coeficiente de variação da resistência R com a temperatura T e da ordem de 3%°C-1. Na região de transição este coeficiente é tipicamente 60% ° C - 1, podendo alcançar valores ainda maiores. Entretanto, esta região exibe a não-linearidade de histerese, o que dificulta o projeto e a análise de bolômentros que operem na região de transição. Recentemente, foi proposta uma técnica experimental indicando a possibilidade de utilizar os filmes dc VO2 como bolômetro na região de transição e aproveitar o valor elevado de sensibilidade. Entretanto, o estudo teórico do desempenho de um bolômetro baseado no V 0 2 requer um modelo que descreva a característica histerética RxT. A compreensão das não-linearidades na relação histerética RxT se apresenta como sendo fundamental na analise de qualquer aplicação utilizando filmes finos de V02, especialmente em microbolômetros. Esta tese e orientada para o desenvolvimento de um modelo de histerese que possa ser utilizado como ferramenta de analise e projeto de microbolômetros de V02 e de outras aplicações correlates. Nesse sentido, foi inicialmente proposto um novo modelo algébrico de para histerese magnética, cunhado de modelo de Proximidade ao Lago Principal (Limiting Loop Proximity (L2P) model). Com apenas quarto parâmetros, o modelo L2P demanda baixa carga computacional e possui complexidade matemática reduzida. Isto permite uma rápida implementação numérica e procedimento simples de estimação de parâmetros. Considerando o filme de V02 como um meio misto, contendo microcristais no estado semicondutor e metálico, foi proposta a utilização da teoria do meio efetivo para, relacional a fração volumétrica dos microcristais com a resistência efetiva do filme. 0 modelo L2P foi então proposto para descrever a dependência histerética da resistência com a temperatura do filme e e capaz de reproduzir as principais características da histerese, tais como lagos maiores, menores e aninhados em boa concordância com as características experimentais.