Síntese e caracterização de filmes finos de óxido de cobre obtidos por eletrodeposição sobre substratos de silício de baixa resistividade

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Miranda, Ana Paula
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Filmes finos - Propriedades ópticas; Eletrodeposição de ligas; Física da Matéria Condensada
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/18269

Este trabalho consiste na investigação das propriedades estruturais, magnéticas e ópticas de filmes finos de óxido de cobre (CUQO) dopados com íons de manganês, obtidos pela técnica de eletrodeposição . O óxido de cobre se apresenta em duas fases, 0 CugO e o 0110, sendo que o processo de transição entre elas se da pelo simples tratamento térmico, realizado em ambiente rico em oxigênio. Esta é uma das grandes qualidades deste material, pois por um processo simplório é possível obter filmes com propriedades bastante distintas e interessantes para aplicações tecnológicas em células solares, catalisadores, dentre outros. O trabalho foi divido em duas etapas: primeiro investigou-se o processo de deposição dos filmes por meio da técnica de eletrodeposição. Esta etapa foi necessária Visto que a eletrodeposição não é uma técnica bem estabelecida para a síntese de DMSºs. Sendo assim, foi necessário um estudo para determinar a concentração de sulfato de manganês a ser utilizado ao longo do trabalho, além de determinar os melhores parâmetros de eletrodeposição para a obtenção de filmes de boa qualidade. No fim deste processo chegou-se ao eletrólito a ser utilizado, este contêm: 0,4M CuSO4 (sulfato de cobre), 3,oM 03H603 (ácido lático) e 0,015M M 77,804 (sulfato de manganês), além de 5, oM de hidróxido de sódio para manter o pH da solução em 9. O substrato utilizado foi silício do tipo - n (100), a deposição foi realizada em duas condições de temperatura: valor ambiente e a 6000. Os filmes foram obtidos em diferentes potenciais de deposição: -0, 60, -0, 65, -0, 70 e -0, 75 V vs. SCE, sendo que em todos eles foram possíveis se obter filmes na estequiometria CugO. Por fim, estes passaram por um processo de tratamento térmico, durante uma hora sob a temperatura de 40000 com forno aberto proporcionando a mudança para a fase CuO. A segunda etapa do trabalho consiste na caracterização dos filmes obtidos. Esta foi conduzida através de difratometria de raios X, espectroscopia Raman, espectroscopia de absorção UV-Vis, espectroscopia de foto- luminescência (PL) e espectroscopia de ressonância paramagnêtica(EPR). Os resultados obtidos por difratometria de raios X mostraram que os filmes finos de 011,20 eletrodepositados e sem tratamento térmico apresentam uma orientação preferencial na direção (111), enquanto que após o tratamento térmico a composição dos filmes é alterada, sendo a fase CuO predominante. A espectroscopia Raman confirmou a mudança na estrutura do depósito, e também confirmou a não existência de compostos derivados do manganês. Os resultados de EPR mostraram que os filmes contêm íons de cobre intersticiais em sua estrutura e não mostraram sinais correspondentes ao manganês. A espectroscopia de fotoluminescência exibiu as emissões excitônicas atribuídas ao óxido de cobre em suas duas principais fases. Sendo assim, os resultados confirmam a mudança de fase do óxido de cobre ao passar pelo tratamento térmico em condições de temperatura e pressão ambiente. Porém, não foram obtidos resultados concretos a respeito da dopagem e da concentração de manganês nos filmes.