Desenvolvimento de um fotodetector UV usando um diodo Schottky e um transistor à base de ZnO por spray pyrolysis

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Vieira, Douglas Henrique [UNESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Diodo Schottky; Transistor; Spray pyrolysis; ZnO; β-Ga2O3; Fotodetector UV; Schottky diode; UV photodetector
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/194298

A exposição a elevados índices de radiação ultravioleta (UV) pode causar queimaduras, alterações imunológicas, neoplasias, câncer de pele, dentre outros. O advento da eletrônica impressa possibilita desenvolver sensores que monitorem a exposição à radiação UV através de circuitos eletrônicos impressos que sejam baratos, finos, leves, flexíveis e que possam ser fixados em peças de vestuário ou de adorno. Dispositivos eletrônicos, como transistores e diodos Schottky, comumente apresentam vários parâmetros de caráter elétrico que podem ser explorados de forma benéfica para fornecer mais informações que sensores baseados em resposta puramente resistiva ou capacitiva. Nessa dissertação, foram fabricados diodos Schottky usando ZnO e PEDOT:PSS obtidos por spray, como um método fácil, simples e de baixo custo para a produção de fotodetectores. Os dispositivos apresentaram razão de retificação tão alta quanto 104, associado a um fator de idealidade tão baixo quanto 1,3. A fotocondução dos filmes de ZnO foi estudada em função dos parâmetros geométricos e da irradiância UV sobre o dispositivo, demonstrando que a fotocorrente no ZnO depende de relações que envolvem a dinâmica da superfície de exposição ao oxigênio, identificando uma mudança de regime de recombinação bimolecular para monomolecular em valores de irradiância mais elevados. Além disso, foram fabricados transistores com eletrólito no gate utilizando ZnO como camada ativa. Os dispositivo apresentaram alta razão on/off de 3,0x105 associada com alterações muito interessantes na tensão de threshold, mobilidade de saturação, razão on/off, razão Iuv/Iescuro e na transcondutância, quando sub irradiação UV. Como alternativa para detecção de radiação na faixa de UV profundo, foi utilizado o β-Ga2O3, um material promissor para aplicações em altas tensões e altas frequências. Neste trabalho, uma nova abordagem baseada no acoplamento de dois diodos Schottky, utilizando o β-Ga2O3, é relatada, o que levou a um aumento substancial na fotocorrente (~ 186 vezes) quando comparada com um diodo convencional de mesmo material. Sendo assim, foram apresentados bons dispositivos fotodetectores baseados em diodos e transistores com soluções para detecção em todo espectro de UV.