Ajuste do limite de detecção elétrica de compósitos condutivos para melhorar o desempenho de sensores híbridos.
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Data
2019
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Resumo
As pesquisas em eletrônica híbrida têm proporcionado importantes avanços em novos materiais,
dispositivos e formas de composição e estruturas desses sistemas. Contudo, controvérsias ainda
existem sobre a limitação da eficiência elétrica de materiais híbridos e seus dispositivos, tais
como as relações entre a estrutura, o processamento, o design e suas propriedades. Este trabalho
descreve uma abordagem prática para melhorar o desempenho elétrico de um sensor de gás
de amônia cujo princípio de operação baseia-se nas mudanças de condutividade elétrica, no
baixo regime de percolação e na limitação de corrente elétrica utilizando, para tanto, um sistema
composto de polímero semicondutor e óxido metálico. O dispositivo foi fabricado a partir
de filmes finos totalmente impressos de polianilina / nanopartículas óxido de estanho e índio
- PAni100xITOx [0 x 50% (wt/wt)] depositados sobre substrato de polietileno de alta
densidade. Foi verificado que a corrente elétrica do dispositivo diminui e tende a se estabilizar
à medida que a concentração de gás aumenta, e o valor desse limite de corrente elétrica (IL)
depende de x, ou seja, quanto maior x, menor IL. Quando a corrente que flui através do
dispositivo eletrônico é dominada pelas nanopartículas de ITO preenchidas com PAni, ocorre o
aumento da concentração de portadores de salto que contribui para a resposta elétrica desejada
de um sensor de gás heterogêneo. Neste regime, foi encontrada uma boa dependência linear
de x na concentração de amônia na faixa de 0 a 35 ppm, com limite de detecção de até 0,5
ppm e resposta rápida (< 1 min). Estas descobertas sugerem direções para futuras pesquisas
sobre o desenvolvimento de sistemas heterogêneos nos quais uma variação de corrente elétrica
é desejada para melhorar a sensibilidade e a estabilidade da produção escalável de sensores
híbridos funcionais.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Detectores, Semicondutores, Nanotecnologia, Filmes finos, Polímeros
Citação
CALHEIRO, Daniel Silva. Ajuste do limite de detecção elétrica de compósitos condutivos para melhorar o desempenho de sensores híbridos. 2019. 115 f. Dissertação (Mestrado em Ciências – Física de Materiais) – Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2018.