Física

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
PROGRAMA DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA
INSTITUTO DE FÍSICA
Síntese e medidas elétricas de nanofios de ZnO
Mariana Pies Gionbelli
ORIENTADOR: Henri Ivanov Boudinov
INTRODUÇÃO
Existem características em materiais macroscópicos que são melhoradas apenas com a redução do tamanho. Por exemplo, as propriedades sensoriais e ópticas de um material podem ser aumentadas se o mesmo tornar-se nanométrico. Isto ocorre pelo simples fato de que o material se tornará mais sensível aos efeitos de superfície. Por esse motivo, neste trabalho foram realizados estudos sobre as características de nanofios de ZnO.
O ZnO é um semicondutor de banda direta do grupo II-VI, que possui energia de banda de 3,4 eV, sendo assim um emissor do UV/azul do espectro eletromagnético. Este semicondutor possui elétrons livres em sua rede cristalina. Tais formam ligações elétron-lacuna que sofrem recombinações, isto é, transições entre o fundo da banda de condução e o topo da banda de valência. Quando essa transição ocorre em semicondutores de banda direta, há emissão de um fóton para conservação de energia. Aquelas ligações são de alta energia no ZnO, principalmente quando comparado a outros semicondutores de banda direta. Isso faz com que o ZnO apresente grande potencial para aplicações envolvendo optoeletrônica e sensores.
Amostras de cristais de ZnO apresentam comportamento condutivo tipo n devido aos elétrons livres no cristal. Estes aumentam a condutividade do mesmo. Há vários níveis dentro da banda de energia do ZnO, que tem o objetivo de explicar sua condutividade n, estes podem ser vacâncias, intersticiais ou antisítio de zinco ou oxigênio.

1.0 OBTENÇÃO DOS NANOFIOS
Os nanofios são obtidos através do crescimento sobre um substrato de um monocristal de Al2O3 (safira), o qual possui uma fina camada de metal catalisador (3nm de ouro – neste trabalho) depositada sobre ele. O crescimento ocorre dentro de um forno com pressão, temperatura e fluxo