Caracterização de filmes de BaxSr1-xTiO3 Sintetizados pelo método hidrotermal assistido por micro-ondas e depositados por eletroforese

Abstract

Titanate nanoparticles have been extensively studied because of their important electrical, electromechanical and electrothermal characteristics, thus having a large applicability in the field of microelectronics. Titanates with perovskite structure (ATiO3) alkaline earth (A = Ca, Sr, Ba), for example, are ceramics materials of considerable technological importance in view of the ferroelectric behavior of many of their compositions. This dissertation aims to investigate and analyze the microstructure and optical properties, mainly electrical, of film solid structure of barium-strontium titanate (BaTiO3-SrTio3) with different stoichiometrics (BaxSr1-xTiO3, x = 0,00, 0,25, 0,50, 0,75 and 1) in order to optimize the material, getting a great fusion of both the properties of BaTiO3 as SrTiO3. Powders of BaxSr1-xTiO3 are synthesized by the hydrothermal method assited by microwave and films produced by electrophoresis. The formation of the films occur in parallel electrodes, arranged horizontally. The influence of various deposition parameters (substrate, applied voltage, deposition time, etc.), in the final quality of the films were studied. Pellets of the material are also made to obtain the behavior of the material when it is presented in the form of bulk. The powders and films were initially characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, UV-Vis, photoluminescence emission, impedance analysis and thermal differential analysis for the study of phase formation, crystallinity, microstructure, dielectric and optical response. Thermal treatments were also performed in films and pellets, to improvements in density (densification). The hydrotermal method proved a viable and economical route of synthesis to obtain the electronic ceramics, the tehcnique of electrophoresis showed efficient at producing films. Phases in question were played, reaching a material with high crystallinity and dielectric constant and loss tangente (800 and 0.025)

Titanos nanoparticulados vêm sendo exaustivamente estudados devido suas importantes características elétricas, eletromecânicas e eletrotérmicas, possuindo assim, uma grande aplicabilidade no ramo da microeletrônica. Os titanatos com estrutura perovskita (ATiO3) de alcalinos terrosos (A = Ca, Sr, Ba), por exemplo, são materiais cerâmicos de considerável importância tecnológica tendo e vist o comportamento ferroelétrico de muitas de suas composições. Este trabalho teve como objetivo investigar a microestrutura e analisar as propriedades ópticas e, principalmente elétricas de filmes de soluções sólidas de titanatos de bário-estrônico (BaTiO3-SrTiO3) com diferentes estequiometrias (BaxSr1-xTiO3, x = 0,00, 0,25, 0,50, 0,75 e 1,00) afim de otimizar o materia, obtendo uma boa fusão entre propriedades tanto o BaTiO3 quanto do SrTiO3. Os pós de BaxSr1-xTiO3 foram sintetizados pelo método hidrotermal assitindo por micro-ondas e os filmes produzidos por eletroforese. A formação dos filmes ocorreu em eletrodos paralelos, dispostos horizontalmente. A influência dos vários parâmetros de deposição (tipo de susbstrato, tensão aplicada, tempo de deposição e etc), na qualidade final dos filmes, foi estudada. Pastilhas do material também foram confeccionadas a fim de se obter o comportamento do material, quando este é apresentado na forma de bulk. Os pós e os filmes, foram, inicialmente, caracterizados por difratometria de raios-X, microscopia eletrônica de varredura,UV-Vis, emissão fotoluminescente, análise de impedância e análise termodiferencial (termogravimetria e calorimetria exploratória) para o estudo da formação de fase, cristalinidade, microestrutura, resposta óptica e dielétrica. Tratamentos térmicos também foram realizados nos filmes e pastilhas, para melhorias na densidade (eliminação de porosidade). O método hidrotermal se mostrou uma rota de síntese viável e econômica para obtenção das...