Obtenção de Ga-ZnO por síntese hidrotermal assistida por microondas e sua caracterização microestrutural e de propriedades fotofísicas - Erhardt, Camila Stockey (2022)
A inserção de nanoestruturados na área industrial estimula o desenvolvimento de técnicas de obtenção que visam a simplicidade e rapidez das sínteses. O óxido de zinco amplamente utilizado em aplicações tecnológicas, busca-se o aprimoramento de suas propriedades ópticas por meio da dopagem com gálio. Para entender defeitos dos parâmetros utilizados na síntese hidrotermal assistida por microondas do Ga-ZnO, foi realizada a obtenção de óxido de zinco dopado com gálio com diferentes tempos (5, 15 e 30 min) e concentrações de Ga (1, 3 e 6%), no intuito de aprimorar suas propriedades de fotocorrente. Os difratogramas de raios X, os espectros de Raman e análise por XPS sugerem a inserção de Ga na rede de ZnO. O tamanho do cristalito obtido está entre 36 e 50 nm, modificado em função da dopagem e do tempo de síntese. As amostras de óxido de zinco dopado com gálio obtiveram a morfologia de nanobastões, mesmo no reduzido espaço de tempo da síntese. Os parâmetros de rede determinados pelo refinamento de Rietveld confirmaram a formação de uma estrutura hexagonal wurtzita. A faixa de band gap encontrada foi de 3,12 – 3,22 eV, o que confirma o potencial do ZnO para aplicações ópticas. A presença de defeitos resultantes da dopagem foi confirmada por PL em virtude da análise quantitativa. As alterações microestruturais do ZnO são modificadas pela dopagem com Ga, fazendo com que a fotocorrente aumente de 0,002 para 0,012 mA/cm² no ZnO dopado. O tempo de síntese e a dopagem com Ga facilitaram a produção de ZnO nanoestruturado com propriedades aprimoradas para aplicações tecnológicas.