Teses e Dissertações
Palavra-chave: Propriedades eletrocrômicas
INFLUÊNCIA DOS PARÂMETROS DE SÍNTESE NAS PROPRIEDADES ELETROCRÔMICAS DE FILMES FINOS DE ÓXIDO DE TITÂNIO DEPOSITADOS POR DC REACTIVE SPUTTERING
Luís Henrique Cardozo Amorin, Alexandre Urbano
Data da defesa: 11/10/2017
Filmes finos de TiO 2 são amplamente estudados devido às suas propriedades
fotocatalíticas, eletrocrômicas e de armazenamento de energia. As propriedades
eletrocrômicas podem sofrer variações no decorrer dos ciclos de inserção e extração
de íons da estrutura do material devido à alteração nessa estrutura. Com o objetivo
de investigar a correlação entre parâmetros de síntese e sua ciclabilidade
eletrocrômica, a fim de encontrar o mais eficiente eletrodo eletrocrômico entre as
amostras depositadas. Neste trabalho os filmes finos de TiO 2 foram depositados por
pulverização reativa sob pressão parcial de oxigênio (P O2 ) variável (0 – 7 x 10 -4
mbar) e tratados termicamente a 400 ºC em fluxo de oxigênio durante 8 horas. A
difração de raios X antes e após a ciclagem eletroquímica das amostras foi realizada
para identificar possíveis alterações na estrutura. As suas propriedades
eletrocrômicas foram investigadas pelas técnicas de voltametria cíclica,
cronopotenciometria e cronoamperometria, com acompanhamento in situ da
variação da transmitância óptica, e comparadas entre si a fim de se obter a
reversibilidade dos parâmetros eletrocrômicos, tais como eficiência, contraste óptico
e tempo de resposta. As amostras depositadas com uma menor concentração de O 2
apresentaram uma intercalação menor de íons em sua estrutura, além de serem
mais susceptíveis a uma variação da estrutura cristalina no decorrer da ciclagem,
sofrendo um maior desgaste conforme ocorreu a inserção e extração de íons de lítio
repetidamente no material. Devido a isso, uma das amostras apresentou
desgrudamento do substrato durante a ciclagem. As amostras depositadas com
maior concentração de O 2 mantiveram um efeito eletrocrômico acentuado após a
ciclagem, mostrando assim, uma boa reversibilidade ao processo de carga e
descarga. Desse modo, a amostra depositada com 5 x 10 -4 mbar é a que apresenta
os parâmetros de deposição para se obter um eletrodo de dispositivo eletrocrômico,
quase não tendo variado a sua quantidade de carga intercalada (de 37,4 mC para
36,6 mC) e aumentando a sua variação de transmitância óptica (de 68% para 74%).
Esse aumento na variação da transmitância óptica e consequentemente na
eficiência eletrocrômica desse material, provavelmente pode ser associada aos
defeitos da estrutura do filme, alterando os estados de valência dos átomos de
titânio, conforme a teoria de small-polaron.