Teses e Dissertações
Palavra-chave: Planejamento fatorial
Influência Dos Parâmetros De Deposição De Rf Magnetron Sputtering Na Otimização Das Propriedades Físico-Químicas De Filmes Finos De Óxido Litiado Ternário Depositado Sobre Substrato Flexível De Kapton
Daniel Andres Sanchez Lopes, Alexandre Urbano
Data da defesa: 30/06/2023
As baterias recarregáveis de íon lítio estão presentes nos mais diversos equipamentos
elétricos e eletrônicos, impulsionadas pela sua alta densidade de energia em pequenos
volumes e pesos. A eletrônica flexível tem crescido na esteira de outras tecnologias como
dispositivos implantáveis e tecnologia das coisas, e as baterias de íon lítio podem ocupar
também essa lacuna como fonte de energia. Os métodos de produção de baterias de íon
lítio convencionais utilizam-se de sistemas rígidos, além de conterem eletrólitos líquidos
que diminuem a segurança dos dispositivos. Uma alternativa na produção de baterias de íon lítio é a confecção de eletrodos de filmes finos por técnicas físicas como o sputtering.
Dentre as vantagens desse processo destaca-se ser desnecessário a adição de ligantes e
condutores eletrônicos que promovem diminuição na energia específica da bateria. Com
o objetivo de produzir filmes finos de óxido de metal de transição litiado ternário (Ni, Mn
e Co), foram investigadas neste trabalho formas de se produzir essas películas que
otimizem a sua capacidade de descarga eletroquímica sem, contudo, necessitar de
tratamentos térmicos, tanto in situ como a posteriori, o que possibilita o emprego de
substratos flexíveis. Os filmes foram investigados segundo um planejamento fatorial de
experimentos com 4 variáveis (potência, pressão, espessura e porcentagem de O2) em dois
níveis mais ponto central. Diversas técnicas foram empregadas para caracterizar as
propriedades físicas e químicas, com destaque para avaliação eletroquímica de
desempenho da capacidade de descarga elétrica. Os resultados do planejamento
indicaram as melhores condições de deposição e a amostra otimizada apresentou uma
capacidade de descarga de 212 mAhg-1, 50% maior do que os eletrodos convencionais.
Com esse trabalho mostra-se ser possível obter filmes com alta capacidade sem
necessidade de tratamentos térmicos, o que pode contribuir para o futuro
desenvolvimento da eletrônica flexível beneficiando a humanidade com dispositivos
eletrônicos voltados para saúde e bem estar social.
Estudo das propriedades ópticas e elétricas de filmes finos de seleneto de cobre obtidos por “banho químico”
Gustavo Yamanishi, Alexandre Urbano
Data da defesa: 02/02/2018
O seleneto de cobre é um semicondutor tipo p com características energéticas
adequadas para aplicações em dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos de filmes
finos. Na literatura encontram-se poucos trabalhos que utilizam o planejamento de
experimentos com a finalidade de otimização dos parâmetros de síntese de filmes
finos assim como são raras a aplicação de filmes finos de seleneto de cobre em
diodos orgânicos emissores de luz (OLED). Com o objetivo de se investigar a
otimização das propriedades ópticas e elétricas de filmes finos de seleneto de cobre,
obtidos pela técnica de banho químico neste trabalho delineou-se um planejamento
fatorial 2 3 com ponto central em triplicata, para estudar a influência dos parâmetros
de síntese nas respostas de transmitância e resistividade. As variáveis escolhidas
foram concentração da solução de selenossulfato de sódio, tempo de reação e
espessura dos filmes. As respostas analisadas foram resistividade de superfície,
transmitância e refletância óptica, energia de gap, estrutura cristalina, espessura e
composição elementar. Construíram-se OLEDs com a deposição de MDMO-PPV e
alumínio sobre os filmes finos de seleneto de cobre, a fim de se avaliar a integração
dos filmes ao processo de eletroluminescência. Os filmes de seleneto de cobre
produzidos apresentaram resistividade de superfície entre 30,49 e 853,59 Ω/□ e
transmitância óptica entre 11,93 e 49,50% para a faixa de comprimento de onda
entre 574 a 584 nm. O planejamento indicou claramente que quanto maior a
transmitância maior a resistividade elétrica e vice-versa. Os filmes apresentaram-se
amorfos e compostos por átomos de cobre e selênio isentos de contaminantes. A
energia de gap média dos filmes foi de 2,08 eV sendo que apenas os dispositivos
produzidos com filmes finos de seleneto de cobre com as configurações +++, +-- e
000 contribuíram para a promoção da eletroluminescência na camada de MDMO-
PPV. Destes resultados pode-se concluir que as propriedades físicas dos filmes são
fortemente dependentes dos parâmetros de síntese e que, sendo as grandezas de
transmitância e resistividade diretamente proporcionais, deve-se optar pela
configuração que atenda à aplicação desejada.