SÃntese e caracterizaÃÃo estrutural de Ãxidos semicondutores magnÃticos diluÃdos do tipo SnO2 dopados com Mn, Fe e Co produzidos pelo mÃtodo sol-gel protÃico
| Autor: | MaurÃcio de Sousa Pereira |
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| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2013 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCUniversidade Federal do CearáUFC. |
| Druh dokumentu: | masterThesis |
| Popis: | Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico O desenvolvimento de semicondutores magnÃticos tÃm despertado crescente interesse dos pesquisadores devido suas promissoras aplicaÃÃo na spintrÃnica. Estes semicondutores podem ser produzidos a partir da dopagem de semicondutor nÃo magnÃtico com Ãons de metais de transiÃÃo. Neste trabalho, difraÃÃo de raios-x e espectroscopia no infravermelho foram utilizados para estudar as caracterÃsticas estruturais de Ãxidos semicondutores magnÃticos diluÃdos nanoestruturados do tipo SnO2 dopados com Fe, Co ou Mn, produzidos pelo mÃtodo sol-gel proteico. PadrÃes nanoestruturados de SnO2 sem dopagem foram produzidos com temperaturas de calcinaÃÃo de 300, 350 e 400ÂC para servir de base de comparaÃÃo. Foram sintetizadas sÃries de amostras com fÃrmula geral Sn1−x Mx O2−δ, onde M Ã o elemento magnÃtico (Fe, Co ou Mn) e x a concentraÃÃo de dopante, com as mesmas temperaturas de calcinaÃÃo e com trÃs concentraÃÃes de dopante (5, 10 e 20%). A difraÃÃo de raios-x foi utilizada para identificar as fases do composto assim como calcular os parÃmetros estruturais, tamanhos de cristalito e microdeformaÃÃes residuais. A anÃlise indicou que a sÃntese resultou na obtenÃÃo de compostos com estrutura SnO2 com dimensÃes nanomÃtricas. Amostras calcinadas a 400ÂC apresentaram a presenÃa de fases espÃrias. A dopagem foi confirmada pela variaÃÃo dos parÃmetros de rede dos compostos em funÃÃo do tipo e concentraÃÃo dos dopantes. Os modos vibracionais das ligaÃÃes quÃmicas nos compostos foram identificados por espectroscopia infravermelho. Com base nesta anÃlise, foi possÃvel estudar o comportamento energÃtico das ligaÃÃes iÃnicas quando os elementos dopantes estÃo incorporados em sÃtios de Ãons Sn4+ na matriz hospedeira. The development of magnetic semiconductors has arisen growing attention due to their promising applications in spintronics. These materials can be produced by doping of a non-magnetic semiconductor with magnetic ions of transition metals. In this work, x-ray diffraction and infrared spectroscopy were used to study the structural characteristics of nanostructured Fe, Co or Mn-doped SnO2 oxide diluted magnetic semiconductors. The material was produced by a protein based sol-gel method called proteic sol-gel. To provide a basis for comparison, nanostructured standards of undoped SnO2 were produced with calcination temperatures of 300, 350 and 400◦ C. Samples of Sn1−x Mx O2−δ, where M is the magnetic dopant (Fe, Co or Mn) and x the dopant concentration, were prepared with the same calcination temperatures and x = 5, 10 and 20%. X-ray diffraction was used to identify the crystalline phases in the samples as well as to calculate structural parameters, particle sizes and residual microstrain. The analysis indicated that the synthesis resulted in nanosized compounds with the SnO2 structure. Samples calcined at 400◦ C presented the presence od spurious phases. Doping was confirmed by the variation of lattice parameters of compounds as a function of type and concentration of dopants. Vibrational modes of chemical bonds were identified by infrared spectroscopy. Based on this analysis, it was possible to study the energetic behavior of ionic bonds when doping elements are incorporated in Sn4+ sites in the host matrix. |
| Databáze: | Networked Digital Library of Theses & Dissertations |
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