Crescimento de materiais semicondutores cristalinos de iodeto de mercúrio para aplicações como detectores de radiação

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: OLIVEIRA, Thomaz Amaral
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Triângulo Mineiro; Instituto de Ciências Biológicas e Naturais - ICBN; Brasil; UFTM; Programa de Pós-Graduação Interdisciplinar em Biociências Aplicadas
• Palavras-chave em Português: Detectores.; Raios-X.; Filmes Finos.; Semicondutores.; Detectors.; X-Rays.; Thin Films.; Semiconductors.; Materiais
• Link de acesso: http://bdtd.uftm.edu.br/handle/tede/636

Os materiais semicondutores possuem diversas aplicações na construção de dispositivos eletrônicos, tais como diodos, transistores, capacitores e fotocondutores. Vários desses dispositivos são atualmente usados em aplicações interdisciplinares nas áreas médica e biológica. Dentre essas aplicações destaca-se o potencial uso na construção de detectores de radiação ionizante, seja na dosimetria ou radiodiagnóstico. O HgI2 (Iodeto de Mercúrio) é um material haleto inorgânico, semicondutor e fotocondutor, que apresenta alta eficiência na absorção de fótons de alta energia e coleta de portadores de cargas elétricas. É cotado como bom candidato na construção de dispositivos detectores de radiação pelo método direto de detecção à temperatura ambiente. Todavia os diferentes métodos de obtenção desses materiais, bem como a variação dos parâmetros de síntese podem influenciar ou modificar as propriedades estruturais, ópticas e elétricas desses materiais. Assim, neste trabalho será analisada uma montagem alternativa da técnica Spray e serão crescidos materiais semicondutores cristalinos de HgI2, direcionados para o uso como sensor de radiação, acompanhado do estudo das propriedades estruturais e elétricas desse material, em função da variação dos parâmetros de síntese. Para esse propósito o material foi crescido em forma de filmes pelo do método CVD (Deposição química por vapor) e técnica Spray usando N, N-Dimetilformamida como solvente do pó de HgI2. A influência da concentração de solução de HgI2 (de 100 g/l até 250g/l) e da temperatura de deposição (de 60°C até 100°C) sobre as propriedades finais dos filmes foi investigada.A técnica demanda baixo custo de equipamento e pode eventualmente tornar-se solução viável para a construção de dispositivos detectores de radiação em larga escala. As caracterizações estruturais foram realizadas por Microscopia de Força Atômica (AFM), Difração de Raios-X (DRX), Espectroscopia de dispersão de energia (EDS) e Espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). As caracterizações elétricas foram realizadas nos dispositivos produzidos a partir dos filmes depositados, pela medida de transporte elétrico em função do campo elétrico. A partir dos estudos dos resultados obtidos, foram encontradas as melhores condições de produção desses materiais, direcionados ao uso como detectores de radiação. Resumidamente, o presente trabalho apresenta resultados originais, constituindo de uma combinação nova de materiais e técnicas, que contemplam desde a síntese e deposição dos filmes, incluindo a montagem do sistema de deposição usado, até resultados de caracterizações estruturais e elétricas dos filmes.