Óxido de zinco dopado com alumínio: preparação de alvos por reação do estado-sólido para deposição de filmes finos via sputtering - Ruiz, Camilla Martins (2023)
Óxidos condutores transparentes (TCOs) são materiais que apresentam importantes propriedades para serem funcionalizados como eletrodos para aplicações em dispositivos optoeletrônicos. O óxido de zinco dopado com alumínio (AZO) é um TCO, com característica de semicondutor, amplamente estudado, pois apresenta boas propriedades ópticas e elétricas, além de dispor de baixo custo de produção quando comparado a outros. O AZO, quando disposto na forma de filmes finos, apresenta tais propriedades potencializadas de acordo com a dopagem de Al na rede do ZnO, tornando-o um excelente candidato a ser utilizado em dispositivos de conversão de energia. Neste trabalho, foram preparados alvos cerâmicos de ZnO dopados com 1,5, 2,5 e 3,5 em % de mol de Al, por reação de estado sólido, sinterizados a 1250C. Os alvos foram caracterizados por difração e fluorescência de raios X para acompanhamento da fase AZO formada e da composição química e, também, quanto à densidade usando o método de Arquimedes. Os resultados mostraram alvos monofásicos para valores de até 1,5% do dopante Al na rede ZnO. A partir de 2,5% de Al, houve a formação de uma fase secundária de ZnAl2O4. A densidade dos alvos variou de 84 a 95% da densidade teórica, de acordo com o percentual do dopante. Os alvos foram utilizados para deposição de filmes finos por sputtering, com tempos variando em 20, 40 e 60 min, que foram caracterizados quanto ao comportamento óptico e elétrico em função da dopagem com Al e do tempo de deposição. Os filmes finos depositados a partir dos alvos produzidos possuem cristalinidade com orientação preferencial da fase AZO, transparência óptica acima de 60% da região do visível e resistividade elétrica de ordem 102− 10−1Ωcm.