Síntese e caracterização de cristais de MoS2 por deposição de vapor químico (CVD) em substratos de quartzo e silício

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: ASSAHI, Flávio Yuji
• Orientador(a): RUBINGER, Rero Marques
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Ciência e Engenharia de Materiais
• Departamento: IFQ - Instituto de Física e Química
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Dicalcogenetos de metal de transição (TMDs); Cristais bidimensionais; Dissulfeto de molibdênio (MoS2); Deposição química de vapor (CVD)
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALÚRGICA
• Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4241

Esta tese aborda a síntese e caracterização de cristais bidimensionais de dissulfeto de molibdênio (MoS₂) em substratos de vidro de quartzo e silício oxidado (SiO₂/Si), com potencial aplicação em dispositivos de geração termoelétrica. O MoS₂ pertence ao grupo dos dicalcogenetos de metais de transição (TMDs) e exibe propriedades eletrônicas, ópticas e mecânicas únicas quando reduzido a poucas camadas, diferenciando-se de sua forma bulk. Destaca-se por apresentar uma transição no gap de energia de indireto (1,2 eV) para direto (1,8 eV) na fase bidimensional, resultando em forte fotoluminescência e grande potencial para aplicações tecnológicas. Para a síntese do MoS₂, foi utilizada a técnica de Deposição Química de Vapor (CVD), que permite a deposição controlada do material por meio da sublimação de precursores na fase de vapor. Os substratos foram previamente submetidos a um tratamento com ultravioleta-ozônio (UV-O₃), promovendo modificações químicas e morfológicas que favorecem a adesão dos átomos durante a síntese. A câmara UV-O₃ e o forno tubular utilizados no processo foram projetados e construídos no Laboratório de IFQ da Universidade Federal de Itajubá. Os cristais sintetizados foram caracterizados por Microscopia Óptica e Eletrônica de Varredura, revelando morfologias compatíveis com a estrutura trigonal do MoS₂. A análise por Espectroscopia Raman confirmou a presença das vibrações características do material, com diferença entre os modos E₂g¹ e A₁g próxima de 18,5 cm⁻¹, indicando predominantemente a forma bidimensional do MoS₂. Os resultados obtidos demonstraram que a metodologia empregada permitiu a síntese bem-sucedida de cristais bidimensionais de MoS₂ em ambos os substratos estudados. A caracterização confirmou a estrutura e composição esperadas, evidenciando a eficiência do processo de CVD. O tratamento UV-O₃ mostrou-se uma etapa relevante para a preparação dos substratos, podendo influenciar positivamente a qualidade do material depositado.