Investigações de propriedades estruturais, eletrônicas, ópticas e magnéticas de nanocristais Bi2-xFexS3, Bi2-xCoxS3, Bi2-xCrxS3 e Sb2-xMnxS3 em matrizes vítreas

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: GUIMARÃES, Éder Vinícius
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Triângulo Mineiro; Instituto de Ciências Exatas, Naturais e Educação - ICENE; Brasil; UFTM; Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Química de Minas Gerais
• Palavras-chave em Português: Nanocristais semicondutores magnéticos diluídos.; Interações de troca sp-d.; Matrizes vítreas.; Sulfeto de bismuto.; Sulfeto de antimônio.; Metais de transição dopantes.; Diluted magnetic semiconductor nanocrystals.; Sp-d exchange interactions.; Glass matrices.; Bismuth sulfide.; Antimony sulfide.; Doping transition metals.; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: http://bdtd.uftm.edu.br/handle/123456789/1280

Nanocristais (NCs) Bi2-xFexS3, Bi2-xCoxS3, Bi2-xCrxS3 e Sb2-xMnxS3 semicondutores magnéticos diluídos (SMD) pertencem a uma nova classe de materiais, com potencial tecnológico para aplicação em dispositivos optoeletrônicos e spintrônicos. As propriedades estruturais, eletrônicas, ópticas e magnéticas destes NCs SMD respondem pelo regime de confinamento quântico e interação de troca sp-d, entre os portadores de carga dos semicondutores hospedeiros e os elétrons desemparelhados do metal de transição (MT). Nesta tese, pela primeira vez, investigou-se os efeitos de confinamento quântico e concentração-x variável de íons Fe, Co, Cr e Mn em sítios de NCs Bi2S3 e Sb2S3 embebidos em vidros. Imagens de microscopia eletrônica de transmissão evidenciaram o diâmetro dos NCs e planos cristalinos dhkl, correspondentes aos padrões de difração de raios-X dos semicondutores Bi2S3 e Sb2S3. A Análise qualitativa realizada por espectroscopia de energia dispersiva de raios-X, sugeriu os elementos químicos presentes nas amostras. Para os NCs Bi2-xFexS3, o momento magnético e as transições ressonantes finas do spin e os cálculos de estruturas de bandas, volume da célula unitária e cargas de Bader confirmaram os íons Fe3+ na estrutura cristalina do Bi2S3. Para os NCs Bi2-xCoxS3, as absorções ópticas na região do visível e infravermelho e as oito linhas ressonantes hiperfinas do spin comprovaram os íons Co2+ em sítios tetraédricos no Bi2S3 cristalino. Para os NCs Bi2-xCrxS3, os modos vibracionais Raman, as absorções ópticas na região do visível e os cálculos de estruturas de bandas, volume da célula unitária e momento magnético de spin constataram os íons Cr3+ em sítios octaédricos no cristal Bi2S3. Para os NCs Sb2-xMnxS3, as seis linhas ressonantes hiperfinas do spin e os modos vibracionais Raman confirmaram a presença dos íons Mn2+ em sítios cristalinos do Sb2S3. Os NCs SMD formados e crescidos em matrizes vítreas, por método de fusão e tratamento térmico, possuem propriedades intrínsecas e ajustáveis em função do tamanho e concentração de íons dopantes MT, para aplicações tecnológicas e futuras pesquisas em nanotecnologia.