Um grupo de pesquisadores vinculado ao Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF) publicou recentemente o artigo intitulado “Experimental and Theoretical Insights into the Structural Disorder and Gas Sensing Properties of ZnO” no periódico científico ACS Applied Electronic Materials. O trabalho tem como autor principal o pós-doutorando do Instituto de Física de São Carlos (IFSC – USP) Bruno Sanches de Lima.
O óxido de Zinco (ZnO) é um importante material semicondutor de bandgap direto e que apresenta diversas aplicações como, por exemplo, nas células solares, na fotocatálise e nos sensores. A grande versatilidade deste óxido se dá, principalmente, pela possibilidade de produzi-lo em diferentes morfologias nanoestruturadas.
Já se sabe que a utilização de atmosferas de argônio (Ar) com pequenas quantidades de oxigênio é capaz de alterar as propriedades dos filmes finos de ZnO, isso porque o plasma, que é rico em oxigênio, apresenta uma energia tão alta que é capaz de provocar alterações na estrutura de defeitos desse óxido ao longo do processo de deposição.
O trabalho publicado, portanto, investigou experimentalmente as propriedades físicas de filmes finos de ZnO a partir da deposição com a utilização da técnica de evaporação RF-magnetron sputtering, utilizando um alvo de zinco metálico e a atmosfera de oxigênio puro.
De acordo com Lima, essa técnica foi utilizada pois permite o controle preciso de tamanho de grão, morfologia e, consequentemente, de suas propriedades físicas a partir dos parâmetros de deposição, como pressão de deposição, potência, distância do alvo e composição da atmosfera de deposição.
“O que os resultados de difração de raios X, espectroscopia Raman, fotoluminescência e cálculos de teoria do funcional da densidade demonstraram foi que, nessas condições, os filmes preparados apresentaram alta concentração de átomos de oxigênio e zinco, ocupando posições intersticiais e, portanto, causando grande desordem estrutural”, explica o pesquisador.
Quanto à performance desse óxido como sensor de gás, “a pesquisa demonstrou que esses defeitos atuam como pontos de adsorção de espécies gasosas fortemente oxidantes, portanto, apresentam maior sensibilidade para gases tóxicos que também são fortemente oxidantes, como é o caso do ozônio”, conclui Lima.
A pesquisa ainda conta com a colaboração de Valmor R. Mastelaro, Elson Longo, Maria B. Bernardi, Weverton Alison dos S. Silva, assim como dos pesquisadores do grupo de teoria do CDMF em Bauru, Naiara L. Marana e Júlio R. Sambrano, e da Universidade de Madrid, através da colaboração internacional de Frank Güell e Paulina R. Martínez-Alanis.
O artigo pode ser acessado no repositório do CDMF clicando AQUI.
CDMF
Com sede na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), o CDMF é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepids) apoiados pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), e recebe também investimento do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), a partir do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia dos Materiais em Nanotecnologia (INCTMN).
