Dispositivos funcionais de ZIF-8 e ZnO derivado de ZIF-8 - Fingolo, Ana Claudia [UNESP] (2022)
As Estruturas Metalorgânicas (MOF, do inglês Metal Organic Framework) são compostos que tem atraído bastante atenção nas últimas décadas devido as suas características de alta porosidade, cristalinidade e versatilidade pois apresentam amplas possibilidades de funcionalização. Um exemplo de destaque desta classe é o ZIF-8 formado por íons zinco e o ligante 2-metilimidazol. Este material apresenta alta estabilidade química, além das características comuns dos MOFs. Quando aquecido acima de ~450 °C, a oxidação dos íons Zn do ZIF-8 gera ZnO com alta porosidade devido a estrutura do precursor, enquanto a degradação do ligante orgânico leva a formação de uma matriz de carbono condutor. A presença do carbono condutor pode melhorar as propriedades elétricas deste material resultante, o que pode auxiliar em diversas aplicações deste semicondutor. Por este motivo, neste trabalho foram testados três métodos para a formação de ZnO derivado de ZIF-8 de forma localizada, com boa resolução espacial, visando sua aplicação em dispositivos baseados em filmes finos. Os métodos utilizados foram: a Oxidação Anódica Local, utilizando um microscópio de AFM, o tratamento com laser acoplado a um espectrômetro Raman e o tratamento térmico baseado no Efeito Joule em dispositivos fabricados usando técnicas de microfabricação e deposição de filmes finos. A estrutura cristalina dos filmes depositados foi avaliada por DRX, confirmando a formação de ZIF-8. Após o tratamento térmico, houve um grande encolhimento da estrutura, como visto em imagens de topografia obtidas por AFM. Os grupos funcionais presentes no filme também sofreram mudanças, como observado por espectroscopia Raman, com o surgimento de dois picos característicos do ZnO. Foi observada uma grande mudança no comportamento elétrico dos filmes, com um aumento de pelo menos cinco ordens de grandeza na corrente máxima alcançada em curvas I vs V de 0 a 2 V realizadas em um analisador de semicondutores.