Síntese e caracterização de sulfetos de cobre e formação de heteroestruturas com dióxido de estanho - Lima, João Victor Morais [UNESP] (2021)
A deposição e caracterização de filmes finos de dióxido de estanho (SnO2) e sulfetos de cobre (Cu2-xS) foi um dos pontos centrais deste trabalho, além da formação da heteroestrutura Cu2S/SnO2, que constitui uma junção p-n de semicondutores. Filmes finos de SnO2 de estrutura tetragonal rutilo foram obtidos através da técnica sol-gel dip-coating. Os filmes apresentaram alta rugosidade superficial, devido a adição do surfactante Triton X-100. Este aumento de área superficial pode trazer melhoras para o material para aplicações em sensores de gás e fotocatálise. Efeito Poole-Frenkel foi evidenciado nas amostras de SnO2 a partir de medidas elétricas em diferentes temperaturas. Filmes finos de Cu2-xS foram obtidos através de evaporação resistiva de pós precursores sintetizados a partir de duas rotas químicas distintas e relativamente simples, cuja diferença básica é o precursor do cobre. Parâmetros de tempo e temperatura foram estudados para a obtenção de diferentes fases do sulfeto de cobre, a partir das quais foi possível obter pós não estequiométricos, além das composições CuS e Cu2S. Os filmes finos depositados apresentam boa aderência ao substrato, boa homogeneidade superficial e uma baixa resistividade elétrica (1 × 10-2 Ω.cm). A junção p-n constituída a partir da heteroestrutura Cu2S/SnO2, quando polarizada diretamente, apresentou condução elétrica somente para potenciais negativos, um resultado altamente reprodutivo, ainda que diferente do esperado. Um modelo foi proposto para a explicação deste comportamento, assumindo uma condução por portadores minoritários. Este transporte elétrico por portadores minoritários corrobora com os resultados obtidos nos experimentos de difração de raios X, que mostram a formação se filmes semicristalinos e com alta concentração de defeitos.