Desenvolvimento de Novos Materiais Nanoestruturados e Nanoestruturas Híbridas para a Produção de Dispositivos Eletrônicos

Abstract

Neste trabalho, será apresentado um processo de baixo custo para deposição de filmes finos de óxido de zinco (ZnO) sobre substratos de carbeto de silício (SiC), o qual apresentou excelentes características elétricas/óticas. Discutiu-se o processo de fabricação, bem como as propriedades elétricas e microscópicas destes dispositivos. As características elétricas foram estudadas em nanoescala, usando microscópio de forca atômica (AFM) e, além disso, medidas de fotoluminescência (PL) e eletroluminescência (EL) foram realizadas. O espectro de EL, obtido aplicando uma injeção de corrente de 300 mA, consiste em dois picos largos de emissão em 605 nm e 640 nm e um terceiro pico na região de alta energia, centrado em 410 nm. Para altas correntes, essa emissão foi detectada a olho nu, apresentando coloração branco-amarelada. Esse comportamento indica que a heterojunção ZnO/n-SiC-4H exibe recombinação radiativa efetiva na borda da banda do UV. Com relação a heterojunções PANI/SiC, será apresentado o processo de fabricação bem como sua caracterização elétrica, onde filmes finos de PANI foram depositados usando a técnica de spin coating sobre substratos de SiC-4H e SiC-6H. As propriedades elétricas dessas heterojunções foram estudadas por meio de medidas de corrente, capacitância e condutância em função da frequência e tensão. Foram obtidas características elétricas reprodutíveis e razões de retificação de 2 x 106 em 2 V para heterojunções PANI/SiC- 6H (razão entre a corrente direta e reversa, IF =IR). Adicionalmente, foram analisadas as curvas características de corrente-tensão (I-V) de heterojunções do tipo Au/polianilina sulfonada (SPAN)/SiC-n em função da temperatura, na região de 20 K até 440 K. Nesse caso, as curvas I-V características de todos os dispositivos, mostraram ótimo comportamento retificador na região de alta e baixa temperatura, apresentando razão de retificação, à temperatura ambiente e em 0,6 V de 2 x 104 e 7 x 106, para as heterojunções SPAN/4H-SiC-n e SPAN/6H-SiC-n, respectivamente. Finalmente, será apresentado uma metodologia não convencional para a síntese da polianilina. Nesta metodologia, ao invés de se usar agentes oxidantes (químico ou eletroquímico), geralmente utilizados para sua síntese, utiliza-se fótons de raios-X para interagir com íons nitrato (NO3 􀀀) e monômeros de anilina em solução aquosa. Os resultados apresentados sugerem, fortemente, que os monômeros de anilina são oxidados através de radicais hidróxidos, (:OH), produzidos pela interação dos fótons de raios-X com os íons nitratos. Esse processo ocorre quando os radicais hidróxido (:OH) atacam o monômero de anilina, dando início ao processo de polimerização que perdura até que praticamente todos os monômeros sejam consumidos.