Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
FÍSICA (33144010001P7)
Síntese e Estudo das Propriedades Estruturais, Morfológicas e Elétricas do Composto Bi25FeO39 e suas Potenciais Aplicações
EMERSSON EDUARDO ESPINOSA VELEZ
DISSERTAÇÃO
11/04/2016

O estudo dos compostos pertencentes à família das ferritas de bismuto tem atraído grande interesse não só na pesquisa cientifica, mas também para aplicações tecnológicas. Os membros estáveis desta família, os quais foram objeto de estudo desse trabalho, são: BiFeO3, Bi2Fe4O9 e Bi25FeO39. Dessa forma, esses compostos foram sintetizados, através da técnica Sol-Gel e mistura de óxidos, na forma de bulk e suas propriedades estruturais, morfológicas e de transporte elétrico estudadas e comparadas. Foi observada uma grande variação nas propriedades elétricas quando temperatura, tempo e principalmente atmosfera eram sistematicamente variadas, em particular, efeitos robustos na composição Bi25FeO39. Medidas de resistividade elétrica indicaram também a presença de uma transição do tipo metal isolante no composto Bi25FeO39. Foi sugerido que na fase metálica ocorre a presença de portadores de carga H+ e OH+. Enquanto que, na fase isolante, há uma coexistência de mecanismos de transporte termicamente ativado devido à presença e mobilidade de vacâncias de oxigênio. Caracterizações elétricas mais sistemáticas confirmaram que o composto Bi25FeO39 apresenta grande sensibilidade na condutividade elétrica quando a umidade relativa é alterada. Assim, um elemento sensor de umidade na forma de filme fino fora produzido em diferentes substratos (SrTiO3, LaAlO3 e Si). Caracterizações estruturais mostraram a obtenção da fase cristalina desejada. Ciclos de resistividade elétrica em função do tempo variando a atmosfera (ambiente seco, ao ar e atmosfera rica em vapor de água) indicam alterações significativas nas taxas de resposta e de recuperação da ordem de 6 kΩ/s até 80 kΩ/s (chegando até 1000 kΩ/s em bulk). Os resultados revelaram ainda sensores com alta reprodutibilidade e grande estabilidade.

Ferritas de bismuto;Fase cúbica;Propriedades elétricas;Sensor de umidade.
The study of compounds belonging to the bismuth ferrite family has attracted great interest in both scientific research and technologic applications. The members of this family, which were the objective in this work, are: BiFeO3, Bi2Fe4O9 e Bi25FeO39. Thus, these compounds were synthesized through Sol-Gel technique and by solid state method, and the structural, morphological, and electric transport properties were studied and compared. It was observed a great variation in the electrical properties when temperature, time and atmosphere were varied systematically; in particular, robust effects in the Bi25FeO39 composition. Electrical resistivity measurements show the presence of a metal/insulating like transition in the Bi25FeO39 compound. It was suggested that in the metallic phase occurs in the presence of charge carriers H+ and OH+. On the other hand, in the insulating phase there is a thermal activated behavior due to the oxygen vacancies. More systematic electrical characterizations confirm that the Bi25FeO39 compound presents great sensibility in the electric conductivity when the relativity humidity is altered. Thus, a humidity sensor element in the thin film form was produced on different substratum (SrTiO3, LaAlO3 and Si). Structural characterizations show formation of the desired crystalline phase. Electric resistivity cycles as a function of time varying the atmosphere (dry ambient, in air, and in a water vapor) show significant changes in the response and recovery time in the order of 6 kΩ/s up to 80 kΩ/s (1000 kΩ/s in bulk). The results show humidity sensors with high reproducibility and great stability
Humidity sensor.;Bismuth ferrites;Cubic phase;Electrical propierties
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
O trabalho possui divulgação autorizada

Contexto

FÍSICA
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Banca Examinadora

JOSE ANTONIO SOUZA
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
HUMBERTO NAOYUKI YOSHIMURA Participante Externo
ANTONIO DOMINGUES DOS SANTOS Participante Externo

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUND COORD DE APERFEICOAMENTO DE PESSOAL DE NIVEL SUP - Programa de Demanda Social 18
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC - Pró reitoria de Pós Graduação 6

Vínculo

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Não