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metadata.teses.dc.title: Síntese por deposição química de fase vapor e caracterização estrutural do dissulfeto de molibdênio
metadata.teses.dc.title.alternative: Chemical vapor phase deposition synthesis and structural characterization of molybdenum disulphide
metadata.teses.dc.creator: Bernardo, Eliete da Conceição
metadata.teses.dc.creator.Lattes: http://lattes.cnpq.br/9914345217901946
metadata.teses.dc.contributor.advisor1: Soares, Jenaina Ribeiro
metadata.teses.dc.contributor.referee1: Oliveira, Igor Saulo Santos de
metadata.teses.dc.contributor.referee2: Ferreira, Guilherme Max Dias
metadata.teses.dc.contributor.referee3: Etgens, Victor Hugo
metadata.teses.dc.contributor.referee4: Mata, Angélica Souza da
metadata.teses.dc.subject: Dissulfeto de molibdênio
Deposição química de fase vapor
Dióxido de molibdênio
Espectroscopia Raman
Microscopia eletrônica de varredura (MEV)
Espectroscopia de fotoluminescência
Molybdenum disulphide
Chemical vapor deposition
Molybdenum dioxide
Raman spectroscopy
Scanning electron microscopy
Photoluminescence spectroscopy
metadata.teses.dc.date.issued: 19-Dec-2019
metadata.teses.dc.description.sponsorship: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
metadata.teses.dc.identifier.citation: BERNARDO, E. da C. Síntese por deposição química de fase vapor e caracterização estrutural do dissulfeto de molibdênio. 2019. 96 p. Dissertação (Mestrado em Física)–Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2019.
metadata.teses.dc.description.resumo: Os avanços das pesquisas sobre os materiais bidimensionais (2D) em escala nanométrica estão recebendo estímulos contínuos e se beneficiando dos conhecimentos adquiridos desde o isolamento do grafeno em 2004. O grafeno é composto por uma folha de átomos de carbono com uma única camada atômica de espessura, possuindo diversas possibilidades de aplicações nas áreas da eletrônica devido à riqueza de suas propriedades mecânicas, elétricas, térmicas e ópticas. Porém, é um material que não possui uma banda proibida (ou band gap, do Inglês), o que dificulta sua aplicação em dispositivos eletrônicos. Diante disso, novas famílias de nanomateriais bidimensionais com estrutura semelhante ao grafeno estão sendo estudados como, por exemplo, os dicalcogenetos de metais de transição (ou, do Inglês, Transition Metal Dichalcogenides - TMDCs). Os TMDCs são materiais que apresentam um gap de energia que pode ser modulado conforme a espessura. Essa propriedade possibilita a aplicação destes materiais nas áreas de eletrônica e optoeletrônica, podendo ser explorada inclusive na fabricação de dispositivos eletrônicos flexíveis e/ou transparentes. Neste trabalho, realizou-se o crescimento do Dissulfeto de Molibdênio (MoS2) e posteriormente o estudo das suas propriedades estruturais e ópticas, visando obter qualidade estrutural necessária para a sua futura aplicação em dispositivos eletrônicos. As sínteses foram realizadas utilizando a Deposição Química de Fase Vapor, uma técnica que permite o crescimento de filmes contínuos de grande área sob condições de pressão e temperatura controladas. As amostras de MoS2 foram crescidas em uma atmosfera inerte contendo o gás Ar sob condição de pressão atmosférica, com os reagentes precursores S e MoO3, colocados em regiões independentes do forno e submetidos à diferentes taxas de aquecimentos. As amostras obtidas apresentaram diferentes morfologias como, por exemplo, crescimento de MoS2 na forma de filmes recobrindo amplas regiões do substrato, e regiões triangulares. Posteriormente, os filmes obtidos foram caracterizados pela técnica de espectroscopia Raman, em que identifica-se o número de camadas dos filmes de MoS2 com característica de monocamada, bicamada, tricamada e bulk. Em todas as diferentes condições estabelecidas para a obtenção das amostras, obteve-se filmes de MoS2 com característica de monocamada. A espectroscopia de fotoluminescência do MoS2 nos possibilitou estudar as propriedades ópticas das amostras sintetizadas. Os espectros de fotoluminescência, demonstraram as transições de gap para a monocamada, bicamada e bulk, por meio das diferenças de intensidade entre os picos. Outra técnica usada para a caracterização dos filmes foi a microscopia eletrônica de varredura/espectroscopia de dispersão de energia (EDS), que nos possibilitou observar a morfologia da amostra e suas composições químicas. Também foi sintetizado o Dióxido de Molibdênio (MoO2), um material da família dos Óxidos de Metais de Transição (conhecido do inglês como: Transition Metal Oxides - TMOs) que tem atraído interesse devido a suas propriedades ópticas e eletrônicas, utilizado em sensores químicos e eletrodos para baterias. Os filmes de MoO2 apresentam contrastes ópticos diferentes, podendo prever um indício de diferentes números de camadas. A caracterização dos cristais de MoO2 foi feita por espectroscopia Raman, que nos possibilitou a identificação do material, por meio das características dos picos. Nossos resultados mostraram que foi possível crescer o MoS2 de diferentes morfologias em que a variação do fluxo de gás e a quantidade de MoO3 são fatores que influenciaram no processo de crescimento por CVD.
metadata.teses.dc.description.abstract: Advances in research on nanoscale two-dimensional (2D) materials are receiving continuous stimulus and benefiting of the knowledge acquired since the isolation of graphene in 2004. Graphene is composed of a sheet of carbon atoms with a single atomic layer of thickness, has several possibilities of applications in the areas of electronics due the wealth of its mechanical, electrical, thermal and optical properties. However, it is a material that does not have a band gap, which difficult its application in electronics devices. Therefore, new families of nanomaterials with properties similar to graphene are being studied as, for example, the Transition Metal Dichalcogenides (TMDCs). TMDCs are materials that have an energy gap that can be modulated to thickness. This property enables the application of these materials in the areas of electronics and optoelectronics, and can be exploited even in the manufacture of flexible and/or transparent electronics devices. In this work, the growth of molybdenum disulphide (MoS2) was carried out, as well as the study of its structural and optical properties, aiming to obtain the structural quality necessary for its future application in electronics devices. The syntheses were performed using the Chemical Vapor Deposition, a technique that allows large area continuous films to grow under controlled pressure and temperature conditions. MoS2 samples were grown in an inert atmosphere containing Ar gas under atmospheric pressure, with precursor reagents S and MoO3 placed in oven independent regions and subjected to different heating rates. The obtained samples presented different morphologies such as MoS2 growth in the form of films covering large regions of the substrate and triangular regions. Subsequently, the obtained films were characterized by Raman spectroscopy technique, which identifies the number of layers of MoS2 films with monolayer, bilayer, trilayer and bulk characteristics. Under all the different conditions established for obtaining the samples, MoS2 films with monolayer characteristic were obtained. Photoluminescence spectroscopy of MoS2 allowed us to study the optical properties of the synthesized samples. The photoluminescence spectrum showed the transition of gap to the monolayer, bilayer and bulk, by means of the differences of intensities between the peaks. Other technique used for the characterization of the films was scanning electron microscopy/energy dispersive spectroscopy (EDS), which allowed us to observe the morphology of the sample and its chemical compositions. Molybdenum Dioxide (MoO2) was also synthesized, a material from the family of Transition Metal Oxides (TMOs) which has attracted interest due to its optical and electronic properties, used in chemical sensors and electrodes for batteries. MoO2 films present different optical contrasts, and may provide an indication of different numbers of layers. The characterization of the crystals of MoO2 was done by Raman Spectroscopy, which enabled to identify the material, through the characteristics of the peaks. Our results showed that it was possible to grow MoS2 from different morphologies on what the gas flow variation and the amount of MoO3 are factors that influence the growth process CVD.
metadata.teses.dc.description: Arquivo retido, a pedido do autor(a), até dezembro de 2020.
metadata.teses.dc.identifier.uri: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/38364
metadata.teses.dc.publisher: Universidade Federal de Lavras
metadata.teses.dc.language: por
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