Estudo da dinâmica de dopagem de metais de transição, usando a síntese de reação de combustão, na matriz cerâmica semicondutora de ZnO para análise da termoresistividade, termoeletricidade e resposta dielétrica.

Descrição

Na eletrônica clássica, o controle do fluxo de corrente elétrica ocorre por meio das propriedades semicondutoras dos materiais, exploradas na fabricação de dispositivos devido ao estreito intervalo de energia, gap, entre as bandas de valência e condução. Com os avanços da eletrônica moderna, cresce a demanda por maior integração, menor dissipação de potência e maior velocidade de processamento, impulsionando o desenvolvimento contínuo de novos materiais e dispositivos. Nesse cenário, materiais semicondutores capazes de responder a variações de temperatura e gerar energia elétrica têm despertado interesse para aplicações em sensores térmicos e geradores termoelétricos. Paralelamente, materiais dielétricos desempenham papel fundamental em sistemas de filtragem e processamento de sinais elétricos em diferentes frequências. Assim, a dopagem de matrizes cerâmicas semicondutoras com elementos de transição e terras raras tem sido amplamente investigada visando aprimorar propriedades elétricas, térmicas, dielétricas e de conversão de energia. Diante disso, este projeto propõe o estudo das propriedades semicondutoras, térmicas, dielétricas e termoelétricas da matriz ZnO dopada com diferentes elementos de transição, sintetizada pelo método de reação de combustão. Serão produzidos sistemas com diferentes dopantes e concentrações, buscando correlacionar composição e desempenho. A caracterização estrutural será realizada por difração de raios X (DRX), a composição química por fluorescência de raios X (FRX) e a morfologia por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As propriedades eletrônicas serão avaliadas por espectroscopia UV-Vis para determinação da largura do gap de energia. Também serão investigadas a termorresistividade e a termoeletricidade, visando aplicações em termistores e microgeradores elétricos. Por fim, será analisada a influência dos dopantes e de suas concentrações na resposta dielétrica em função da frequência, por meio da determinação da constante dielétrica (ε) e da tangente de perdas (tanδ).