00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IF - INSTITUTO DE FÍSICA TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) - GRADUAÇÃO - IF Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - FÍSICA - IF
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Síntese de filmes finos cerâmicos de BaTiO3:Eu3+ depositados por spin coating com sinterização convencional e à laser
Título(s) alternativo(s): Synthesis of ceramic thin films deposited by spin coating, with conventional and laser sinterization
Autor(es): Lima, Messias Zacarias Santos de
Primeiro Orientador: Sampaio, David Vieira
metadata.dc.contributor.referee1: Souza, Samuel Teixeira de
metadata.dc.contributor.referee2: Vermelho, Marcos Vinícius Dias
Resumo: Este trabalho apresenta um estudo sobre a fabricação de filmes finos de BaTiO 3 dopado com Eu 3+ por meio do método de spin-coating. Além disso, é realizada uma comparação entre os resultados obtidos através do método de sinterização tradicional em forno resistivo e a sinterização a laser desses filmes. Para a fabricação da solução precursora foi utilizado o método Pechini, que se baseia na formação de uma cadeia polimérica onde são ancorados os íons precursores. Em seguida a solução foi depositada por spin-coating em substratos de vidros 2 x 2 cm e colocados para a secagem. Após a secagem os filmes passaram por um procedimento de sinterização tradicional em forno resistivo e em seguida alguns filmes foram tratados utilizando um laser de CO 2 . A microestrutura e as propriedades ópticas dos filmes produzidos foram caracterizados por técnicas de imagem e espectroscópicas, respectivamente. Foram utilizadas medidas de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de absorção no UV-Vis e fotoluminescência. Os resultados mostram que os filmes produzidos convencionalmente apresentam uma superfície homogênea e poucos defeitos como trincas ou poros. Além disso, foi estimado através de medidas de absorção no UV-vis o band-gap óptico desses filmes em 3,7 eV, da ordem do bandgap esperado para o BaTiO 3 . Por outro lado, o tratamento a laser induziu a formação de novas trincas, provavelmente devido ao gradiente de temperatura durante o processamento. As medidas de fotoluminescência mostraram uma alteração significativa na largura dos picos de emissão quando comparadas as amostras tradicionais com as tratadas no laser. Este fato indica que o tratamento no laser induziu não apenas as modificações microestruturais, mas também modificações estruturais na matriz, uma vez que a luminescência do Eu 3+ é sensível ao ambiente cristalino. Portanto, os resultados obtidos neste estudo demonstram que os filmes finos de BaTiO 3 dopado com Eu 3+ podem ser produzidos com sucesso pelo método tradicional em forno resistivo utilizando substratos de baixo custo e que a sinterização a laser também pode ser usada com sucesso como uma alternativa de sinterização ou tratamento térmico. Essas descobertas podem contribuir para o desenvolvimento de novos materiais e metodologias para aplicações relacionadas à engenharia de dispositivos optoeletrônicos.
Abstract: This work presents a study on the fabrication of Eu 3+ doped BaTiO 3 thin films using the spin-coating method. Additionally, a comparison is made between the results obtained through the traditional resistive furnace sintering method and laser sintering of these films. The Pechini method was used to fabricate the precursor solution, which is based on the formation of a polymeric chain where precursor ions are anchored. Then, the solution was spin-coated onto 2 x 2 cm glass substrates and left to dry. After drying, the films underwent a traditional sintering procedure in a resistive furnace, and then some films were treated using a CO 2 laser. The microstructure and optical properties of the produced films were characterized using imaging and spectroscopic techniques, respectively. Optical microscopy, scanning electron microscopy, UV-Vis absorption spectroscopy, and photoluminescence measurements were used. The results show that conventionally produced films exhibit a homogeneous surface with few defects such as cracks or pores. Furthermore, the optical bandgap of these films was estimated to be 3.7 eV through UV-vis absorption measurements, which is in the range of the expected bandgap for BaTiO 3 . On the other hand, laser treatment induced the formation of new cracks, likely due to the temperature gradient during processing. Photoluminescence measurements showed a significant alteration in the width of the emission peaks when comparing the traditional samples with the laser-treated ones. This fact indicates that laser treatment not only induced microstructural modifications but also structural modifications in the matrix, as the luminescence of Eu 3+ is sensitive to the crystalline environment. Therefore, the results obtained in this study demonstrate that Eu 3+ doped BaTiO 3 thin films can be successfully produced using the traditional resistive furnace method with low-cost substrates, and laser sintering can also be successfully employed to modify the characteristics of these films, providing a more crystalline environment. These findings can contribute to the development of new materials and methodologies for applications related to optoelectronic device engineering.
Palavras-chave: Titanato de bário
Filmes finos
Spin-coating
Sinterização a laser
Barium titanate
Thin films
Spin-coating
Sintering laser
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.department: Curso de Física
Citação: LIMA, Messias Zacarias Santos de. Síntese de filmes finos cerâmicos de BaTiO3:Eu3+ depositados por spin coating com sinterização convencional e à laser. 2023. 35 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Física) – Instituto de Física, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2023.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/12664
Data do documento: 5-jul-2023
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