Produção de semicondutores de óxido de cobre tipo - N eletrodepositados

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Produção de semicondutores de óxido de cobre tipo - N eletrodepositados

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Título: Produção de semicondutores de óxido de cobre tipo - N eletrodepositados
Autor: Pelegrini, Silvia
Resumo: Neste trabalho foram produzidos filmes finos do semicondutor óxido cuproso (Cu2O) através da técnica de eletrodeposição, que consiste no crescimento de determinado material sobre um substrato sólido através de reações eletroquímicas. O objetivo deste estudo é produzir e caracterizar semicondutores de Cu2O, bem como, controlar o tipo de portador majoritário de carga, através da variação do pH da solução (eletrólito) e da adição de dopante (Cloro). O óxido de cobre é naturalmente um semicondutor do tipo p, porém através da adição de íons hidroxila (controle do pH) ou de átomos de Cloro, pode-se controlar o tipo de portador majoritário como p ou n, que será desenvolvido neste trabalho. Trabalhos recentes demonstram que quanto maior o caráter básico da solução, maior é a possibilidade de obter um semicondutor de Cu2O do tipo p. Em contrapartida, quanto menor é o caráter básico da solução maior é a possibilidade de obter um semicondutor do tipo n. Isso se deve ao fato, de que o pH da solução pode controlar a quantidade de oxigênio incorporado em filmes de óxido cuproso durante a deposição eletroquímica.Além disso, foi acrescentado um dopante ao Cu2O, a fim de obter o tipo n deste material, dando prosseguimento aos estudos de produção e caracterização de óxido de cobre por eletrodeposição, no Laboratório de Filmes Finos e Superfícies da UFSC. Para tanto, foram produzidas junções Schottky (metal/semicondutor), com o propósito de caracterizar o tipo de semicondutor através de suas propriedades elétricas, ou seja, curvas I-V de diodo Schottky e medidas de capacitância. Para obter informações sobre a existência de óxido de cobre depositado sobre o substrato metálico utilizou-se a difração de raios-X e a espectroscopia Raman. Para verificar a presença do dopante, foi utilizada a técnica de Dispersão em Energia (EDS). Outro aspecto de investigação foi estudar a superfície dos filmes através de microscopia eletrônica (FEG). A partir desse estudo pretende-se investigar futuramente as propriedades de dispositivos como diodos de junção pn (homojunções Cu2O-n/Cu2O-p), que são de grande importância para conversores fotovoltaicos como células solares, uma vez que estima-se um aumento em sua eficiência.This work was produced thin films of semiconductor cuprous oxide (Cu2O) by electrodeposition technique, which consists in the growth of a given material on a solid substrate through electrochemical reactions. The aim of this study is to produce and characterize semiconductor Cu2O, and to control the type of majority carrier charge, by varying the pH of the solution (electrolyte) and the addition of dopant (chlorine). The copper oxide is naturally a p-type semiconductor, but with the addition of hydroxyl ions (pH control) or chlorine atoms, one can control the type of majority carrier as p or n, which will be developed in this work. Recent studies have demonstrated that the higher the basic character of the solution, the greater the possibility of obtaining a semiconductor Cu2O-type p. In contrast, the smaller the basic character of the solution the greater the possibility of obtaining an n-type semiconductor This is due to the fact that the pH of the solution can control the amount of oxygen incorporated in films of cuprous oxide during deposition eletroquímica.Além addition, a dopant was added to Cu2O in order to obtain the n-type of material, giving continuing to study the production and characterization of copper electrodeposition in the Laboratory of Thin Films and Surfaces UFSC. It had been produced Schottky junctions (metal / semiconductor), in order to characterize the type of semiconductor through their electrical properties, ie, Schottky diode IV curves and capacitance measurements. For information about the existence of copper oxide deposited on the metallic substrate we used the X-ray diffraction and Raman spectroscopy. To verify the presence of dopant, we used the technique of energy dispersive (EDS). Another aspect of the research was to study the surface of the films by electron microscopy (FEG). From this study we intend to investigate further the properties of devices such as pn junction diodes (homojunções Cu2O-n/Cu2O-p), which are of great importance for solar cells and photovoltaic converters, since it is estimated an increase in efficiency.
Descrição: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2010
URI: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/106702
Data: 2013-12-05


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