Efeito do dopante cloro nas propriedades estruturais e ópticas de filmes finos de Cu2O

Abstract

Esta tese se concentra em eletrodepositar filmes finos de óxido cuproso (Cu2O) dopado com cloro e estudar as características estruturais e ópticas desses filmes. Os filmes foram eletrodepositados potenciostaticamente com duas concentrações de cloreto de cobre (CuCl2) na solução de deposição (0,01 e 0,1 M). Para a caracterização estrutural dos filmes utilizou-se a técnica de difração de Raios-X (DRX), obtendo-se os valores dos parâmetros de rede e informações sobre textura dos filmes produzidos. Utilizou-se também Microscopia Eletrônica de Varredura (FEG ? MEV) e Transmissão (TEM) para investigar a morfologia de crescimento e a estrutura dos filmes. Para determinar as fases presente nos filmes foi utilizada a Espectroscopia Raman. As propriedades ópticas foram investigadas através de espectros de reflectância, o que possibilitou determinar os índices de refração (n) e o gap (Eg) dos filmes estudados. A cristalinidade do material sofreu influência da quantidade de cloro adicionada ao eletrólito, o que é importante, pois pode influenciar nas propriedades elétricas e catalíticas deste material. Para obter informações sobre a composição química e a incorporação do cloro nos filmes de Cu2O, foram utilizadas as técnicas de Espectroscopia por Dispersão de Energia (EDS) e Espectroscopia de Emissão Óptica pela Descarga Luminescente (GDOES). Medidas de capacitância (CxV) e curvas de diodo Schottky (IxV) foram realizadas para caracterizar o tipo de semicondutor, demonstrando que os filmes de Cu2O são semicondutores tipo n.<br>

Abstract : This thesis focuses on the electrodeposition of thin films of cuprous oxide (Cu2O) doped with chlorine and to study the structural and optical properties. The films were electrodeposited potentiostatically with two concentrations of copper (CuCl2) chloride in the deposition solution (0.01 and 0.1 M). For structural characterization of the films was used the X-Ray diffraction (XRD), obtaining the values of lattice parameters and information about texture of the films. Scanning Electron Microscopy (FEG - SEM) and Transmission Electron Microscopy (TEM) were used to investigate the growth morphology of the films. To determine the phases present in the films was used Raman Spectroscopy. The optical properties were investigated by Reflectance Spectra, which made possible to determine the refractive index (n) and gap (Eg) of the films. The crystallinity of the material was influenced by the amount of chlorine added to the electrolyte, which is important as it can influence the electrical and catalytic properties of this material. For information about the chemical composition and the incorporation of chlorine in the films of Cu2O, were used Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) and Optical Emission Spectroscopy by Luminescent Discharge (GDOES) techniques. Capacitance measurements (CxV) curves and Schottky diode (IxV) measurements were performed to characterize the type of semiconductor, demonstrating that the Cu2O films are n - type semiconductors.