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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4509| Título: | Desenvolvimento de filmes finos de dióxido de estanho depositados via spin-coating e caracterização das propriedades mecânicas e termo-ópticas |
| Título(s) alternativo(s): | Development of tin oxide thin films deposited via spin-coating and characterization of their mechanical and thermo-optical properties |
| Autor(es): | Drabeski, Regiane Gordia |
| Orientador(es): | Rosa, Daniele Toniolo Dias Ferreira |
| Palavras-chave: | Filmes finos Estanho Difusividade térmica Semicondutores de óxido metálico Revestimentos Thin films Tin Thermal diffusivity Metal oxide semiconductors Coatings |
| Data do documento: | 12-Ago-2019 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Ponta Grossa |
| Citação: | DRABESKI, Regiane Gordia. Desenvolvimento de filmes finos de dióxido de estanho depositados via spin-coating e caracterização das propriedades mecânicas e termo-ópticas. 2019. 94 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2019. |
| Resumo: | Os óxidos semicondutores são materiais que vêm ganhando bastante destaque no cenário atual devido a sua importância em painéis solares, sensores de gás, entre outros. Os filmes finos de dióxido de estanho têm grande aplicabilidade devida à sua alta transparência no visível, e também por ser um material abundante em nosso país. No presente trabalho foram preparadas amostras de dióxido de estanho pelo método dos precursores poliméricos (Método Pechini) e nestas realizou-se um tratamento térmico assistido por pressão após a deposição do filme em substrato de vidro pela técnica de spin coating. As amostras foram analisadas em: microscopia eletrônica de varredura; espectroscopia Raman; espectroscopia fotoacústica; técnica fotoacústica da defasagem de dois feixes; e nanoindentação. A microscopia eletrônica de varredura permitiu verificar o crescimento das camadas de SnO2 no substrato e avaliar a influência do tratamento térmico assistido por pressão (TTAP) na espessura do filme. A espectroscopia Raman demonstrou que este tratamento não alterou os modos de vibração das moléculas. A espectroscopia fotoacústica mostrou um blueshift na banda de absorção referente ao dióxido de estanho, um aumento de hidroxila e um aumento da energia de gap após o TTAP. Um perfil de profundidade indicou uma atenuação lenta de sinal fotoacústico relativo ao dióxido de estanho até 140 μm no substrato para a amostra preparada com cinco camadas e com TTAP. O método fotoacústico de separação espectral na fase mostrou um aumento linear da diferença de fase em função dos níveis superiores dos fatores do planejamento fatorial, ou seja, aumento de camada de deposição e tratamento térmico assistido por pressão. A difusividade térmica efetiva média determinada pela técnica fotoacústica da defasagem de dois feixes foi de =a (0,017±0,001) cm2/s,que está de acordo com o encontrado na literatura para o dióxido de estanho. As amostras tratadas em TTAP não apresentaram alteração nas propriedades mecânicas. Um estudo estatístico avaliou como ponto ótimo amostras depositadas em cinco camadas com TTAP para produzir um material novo com interação de filme e substrato e com propriedades óticas aumentadas. |
| Abstract: | Semiconductor oxides are materials that have been gaining prominence in the current scenario due to their importance in solar panels, gas sensors, among others. The thin films of tin dioxide have great applicability due to their high transparency in the visible range, and for being an abundant material in Brazil. In the present work, solutions of tin dioxide were prepared by the polymeric precursors method (Pechini method) and in these was carried out a pressure-assisted thermal treatment after the film deposition on glass substrate by the spin coating technique. The samples were analyzed by scanning electron microscopy; Raman spectroscopy; photoacoustic spectroscopy; two-beam lag photoacoustic technique; and nanoindentation. Scanning electron microscopy allowed to verify the growth of the SnO2 layers in the substrate and to evaluate the pressure assisted thermal treatment (PATT) influence on the film thickness. Raman spectroscopy has shown that this treatment did not alter the molecules vibration modules. Photoacoustic spectroscopy showed a blueshift in the absorption band for tin dioxide, along with an increase of hydroxyl bands and an increase of the gap energy after PATT. A depth profile indicated a slow photoacoustic signal attenuation relative to tin dioxide up to 140 μm on the substrate for the 5-layersample and with PATT. The phase-resolved photoacoustic method showed a linear increase of the phase difference as function of the higher levels of the factors of the factorial planning, that is, deposition layer increase and pressure assisted thermal treatment. The average effective thermal diffusivity determined by the photoacoustic technique of the two beam lag was =a (0.017 ± 0.001) cm2/s and agree with the literature value for tin dioxide. The samples treated in PATT showed no change in mechanical properties. The statistical analysis pointed out that the five layers with PATT pretended optimal condition to produce a new material with film and substrate interaction and with increased optical properties. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4509 |
| Aparece nas coleções: | PG - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica |
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