Avalia??o de propriedades ?pticas e espessura de filmes finos de TiO2 a partir do espectro de transmit?ncia

Autor: Severiano Sobrinho, Valmar da Silva
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFRNUniversidade Federal do Rio Grande do NorteUFRN.
Druh dokumentu: masterThesis
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Filmes finos de TiO2 podem ser a resposta para grandes quest?es atuais sobre as melhores maneiras de obter energia, economizar energia e reduzir a polui??o. Tais filmes t?m sido aplicados com sucesso para produ??o de c?lulas solares; como camada em janelas inteligentes, janelas fotocr?micas e eletrocr?micas; al?m de possu?rem propriedades fotocatal?tica interessantes. Este trabalho explora a import?ncia tecnol?gica e cient?fica desse material realizando investiga??es a respeito dos filmes de TiO2, sua forma de deposi??o, t?cnicas de an?lise, detalhando formas atuais de an?lise ?ptica, buscando, de maneira inovadora, comparar tais t?cnicas, validar seu uso, e comparar seus resultados na busca de meios econ?micos da realiza??o de investiga??es a respeito de espessura, estrutura e avalia??o de propriedades fotocatal?ticas do material produzido. Nesse trabalho foram utilizadas, para cria??o de filmes finos, deposi??o f?sica pelo m?todo de magnetron sputterin. Para an?lise ?ptica e c?lculo de espessura e Band Gap dos filmes ser? apresentado o M?todo do Envelope que foi originalmente proposto por Manifacier (Manifacier, Gasiot e Fillard, 1976) sendo que mais tarde Swanepoel (1983) conseguiu melhorar ainda mais a precis?o desse m?todo para encontrar propriedades ?pticas dos filmes finos e sua espessura. Tamb?m ser? apresentado, a aplica??o de equa??es propostas nos trabalhos de Lindgren (Lindgren et al., 2003) e a Lei de Beer-Lambert para c?lculo do Coeficiente de Absor??o dos filmes, outro dado importante para mais tarde determinar o gap dos mesmos, que ser? encontrado pelo M?todo Tauc. Para filmes muito finos, com poucas ou nenhuma franja de interfer?ncia se faz necess?rio o estudo de algum M?todo Computacional para determina??o dos seus par?metros ?pticos e espessura. Para tanto utilizou-se o M?todo PUMA, um M?todo Computacional desenvolvido por pesquisadores da UNICAMP/USP. Os filmes depositados foram analisados por DRX, EDS, al?m de serem submetidos a an?lise ?ptica, MEV transversal buscando validar os m?todos ?pticos em termos das espessuras recuperadas, al?m de encontrado seus Band Gap e seus valores comparados com o esperado pela literatura confrontando tais resultados com a cristalinidade obtida para os filmes.
TiO2 thin films have been successfully used in solar cells, smart windows, photochromic and electrochromic windows and also as photocatalytic coatings. In this work, TiO2 thin films were deposited by magnetron sputtering on a glass substrate and their optical properties, thickness, microstructure and photocatalytic properties were evaluated. Film thicknesses and band gaps were determined by the Swanepoel method using the envelopes in the transmission spectrum and also the PUMA computational method. The films were analyzed by X-ray Diffraction (XRD), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), Scanning electron microscopy (SEM) and optical analysis. SEM measured thicknesses were compared to those obtained using the optical methods. The PUMA method proved advantageous for thickness determination of thin films, particularly when the interference fringes are not evident in the transmission spectrum. In addition, film thicknesses determined using the PUMA method were in better agreement with SEM measurements than those determined by the Swanepoel Method.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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