The effect of morphology and cobalt concentration on the sensing properties of zinc oxide sputtered films (2018)
- Authors:
- Autor USP: CALDERON, YORMARY NATHALY COLMENARES - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SMM
- Subjects: SENSOR; OZÔNIO; GASES; FILMES FINOS
- Keywords: ÓXIDO DE ZINCO
- Language: Inglês
- Abstract: O uso de materiais semicondutores aplicados como dispositivos sensores é atualmente um dos tópicos mais pesquisados na área de controle da qualidade do ar e proteção ambiental. As pesquisas são focadas na produção de novos materiais sensores com limites de detecção, seletividade, temperaturas de trabalho e tempos de resposta, melhores que as apresentadas pelos materiais já conhecidos. Embora os modelos teóricos mostrem a grande importância da morfologia na detecção de gases, uma relação direta entre a estrutura, tamanho/morfologia e as propriedades sensoras não tem sido experimentalmente estabelecidas na literatura. Neste trabalho, sputtering de rádio frequência é utilizado para depositar e produzir filmes finos de oxido de zinco a partir de alvos cerâmicos e metálicos, em que o último é submetido à oxidação térmica para obter filmes porosos de ZnO. As amostras são depositadas em interdigitados de platina e foi estudado o seu comportamento elétrico quando é exposto a ozônio. Os efeitos de tamanhos de estrutura e poros idade dos filmes são estudados em relação à melhoria da resposta sensora. Os resultados obtido mostram que os sensores com tamanhos de estrutura menores e baixa porosidade apresentam baixa sensibilidade e rápidas respostas; no entanto, as estruturas maiores em filmes altamente porosos exibem baixas sensibilidades e maiores tempos de resposta. O melhor desempenho sensor encontra-se em um ponto médio em que a aparente área superficial para adsorção é maximizada e é registrada a melhor reposta ao ozônio. Por outro lado, o comportamento elétrico dos filmes dopados demonstrou que a presença de cobalto desempenha um papel fundamental. Com a inserção de cobalto, a resposta sensora foi melhorada em 62% sob as mesmas condições de medida. Porém, o aumento das concentrações de cobalto modificaram a condutividade do oxido de zincopara comportamentos tipo-p e diminuiu drasticamente a resposta do sensor, devido a possível segregação de óxido de cobalto. Os nossos resultados propõem o método de deposição RF-Sputtering como uma técnica versátil na produção de sensores semicondutores para gases, uma vez que a porosidade e assim a sensibilidade pode ser controlada por meio da deposição de metais e dopantes seguido por oxidação térmica
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2018
- Data da defesa: 22.03.2018
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ABNT
COLMENARES CALDERON, Yormary Nathaly. The effect of morphology and cobalt concentration on the sensing properties of zinc oxide sputtered films. 2018. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2018. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-20052019-090650/. Acesso em: 12 jun. 2025. -
APA
Colmenares Calderon, Y. N. (2018). The effect of morphology and cobalt concentration on the sensing properties of zinc oxide sputtered films (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-20052019-090650/ -
NLM
Colmenares Calderon YN. The effect of morphology and cobalt concentration on the sensing properties of zinc oxide sputtered films [Internet]. 2018 ;[citado 2025 jun. 12 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-20052019-090650/ -
Vancouver
Colmenares Calderon YN. The effect of morphology and cobalt concentration on the sensing properties of zinc oxide sputtered films [Internet]. 2018 ;[citado 2025 jun. 12 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-20052019-090650/ - A global pollutant (PVC-polyvinyl chloride) applied as heavy metal binder from aqueous samples: green principles from synthesis to application
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