Estudo da síntese in situ de nanopartículas e filmes finos de óxido de zinco dopado com alumínio por rota hidrotermal convencional e assistida por micro-ondas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Serrão, Fernanda Thamiles de Jesus
Orientador(a): Cordeiro, Marco Aurélio Liutheviciene lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Nanopartícula
Síntese
AZO
Área do conhecimento CNPq:
ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.14289/22241
Resumo: Zinc oxide (ZnO) is one of the most interesting materials due to its wide range of applications in various optoelectronic devices, such as light-emitting diodes, photodetectors, sensors, UV absorbers, solar cells, among others. However, ZnO's low electrical conductivity limits several of its applications, despite being a promising material for optoelectronic devices due to confinement effects. One way to overcome this problem is by doping, substituting Zn2+ ions with group III ions (B3+, Al3+, Ga3+, and In3+), which can promote electrons to the conduction band and improve the optical, thermal, magnetic, and electrical properties of ZnO. Among these dopants, Al3+ is the most commonly used due to its small ionic radius and low production cost. In this context, this study aims to synthesize and analyze the synthesis parameters of Al-doped ZnO nanoparticles (AZO) by using hydrothermal routes under conventional heating and assisted by microwave irradiation, in an aqueous medium. The materials and synthesis parameters will be characterized using X-ray diffraction (XRD), diffuse reflectance spectroscopy (DRS), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy, transmission electron microscopy (TEM). For the syntheses deposited on glass substrates, optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) were performed.
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However, ZnO's low electrical conductivity limits several of its applications, despite being a promising material for optoelectronic devices due to confinement effects. One way to overcome this problem is by doping, substituting Zn2+ ions with group III ions (B3+, Al3+, Ga3+, and In3+), which can promote electrons to the conduction band and improve the optical, thermal, magnetic, and electrical properties of ZnO. Among these dopants, Al3+ is the most commonly used due to its small ionic radius and low production cost. In this context, this study aims to synthesize and analyze the synthesis parameters of Al-doped ZnO nanoparticles (AZO) by using hydrothermal routes under conventional heating and assisted by microwave irradiation, in an aqueous medium. The materials and synthesis parameters will be characterized using X-ray diffraction (XRD), diffuse reflectance spectroscopy (DRS), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy, transmission electron microscopy (TEM). For the syntheses deposited on glass substrates, optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) were performed.O óxido de zinco (ZnO) é um dos materiais mais interessantes devido à grande variedade de aplicações nos mais diversos dispositivos optoeletrônico, como em diodos emissores de luz, fotodetectores, sensores, absorvedores de UV, células solares, entre outros. Por outro lado, embora o ZnO seja um promissor material para dispositivos optoeletrônicos devido aos efeitos de confinamento, sua baixa condutividade elétrica limita várias de suas aplicações. Uma forma de superar esse problema é a dopagem por substituição dos íons Zn2+ por íons do grupo III (B3+, Al3+, Ga3+ e In3+), o que pode levar a promoção de elétrons para a camada de condução e, assim, melhorar as propriedades ópticas, térmicas, magnéticas e elétricas do ZnO. Em especial, o Al3+ tem sido o elemento dopante mais utilizado ao seu raio iônico pequeno e baixo custo de produção. Na presença disso, este estudo visa a síntese e análise dos parâmetros de síntese de nanopartículas de ZnO dopadas com Al (AZO) por rota hidrotermal por aquecimento convencional e assistida por micro-ondas, em meio aquoso. Para estudar os materiais e os parâmetros de síntese, serão usadas caracterizações por difração de raios X (DRX), espectroscopia de reflectância difusa (ERD), espetroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de transmissão (MET), e para as sínteses depositadas em substrato de vidro foram realizadas microscopia ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV).Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)161116/2021-3porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarDOI:10.20944/preprints202506.0606.v1Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessNanopartículaSínteseAZOENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOSEstudo da síntese in situ de nanopartículas e filmes finos de óxido de zinco dopado com alumínio por rota hidrotermal convencional e assistida por micro-ondasStudy of in situ synthesis of aluminum-doped zinc oxide nanoparticles and thin films by conventional hydrothermal route and microwave-assisted methodinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALFernanda Thamiles de Jesus Serrão - Dissertação .pdfFernanda Thamiles de Jesus Serrão - Dissertação .pdfapplication/pdf3000417https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/f21629d7-f637-48d3-9ced-efebc1cb984e/download3d1176ef3a46da436d26fec1cff53d8bMD51trueAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8905https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/2e0db372-bf74-4acf-a9c6-4b91044a463f/download57e258e544f104f04afb1d5e5b4e53c0MD52falseAnonymousREADTEXTFernanda Thamiles de Jesus Serrão - Dissertação .pdf.txtFernanda Thamiles de Jesus Serrão - Dissertação .pdf.txtExtracted texttext/plain103018https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/6b04f375-4bb5-4e0e-bd9d-2fa1cf711602/download45bc03176721f749423effafecda3504MD53falseAnonymousREADTHUMBNAILFernanda Thamiles de Jesus Serrão - Dissertação .pdf.jpgFernanda Thamiles de Jesus Serrão - Dissertação .pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg4381https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/58f37740-7c6c-464f-a647-713319052806/download6c476257db4e3730a5803b384b3df5a8MD54falseAnonymousREAD20.500.14289/222412025-06-25 00:01:05.24http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/22241https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-06-25T03:01:05Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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