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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/25227
Tipo: TCC
Título: Estudo do efeito da dopagem da terra-rara európio na estrutura, morfologia e nas propriedades magnéticas da matriz semicondutora ZnO visando obter um Semicondutor Magnético Diluído (SMD)
Autor(es): Maia, Daniel Barrêto
Primeiro Orientador: Torquato, Ramon Alves
Resumo: A busca pelo desenvolvimento de dispositivos semicondutores cada vez mais sofisticados, com maior eficiência e velocidade de processamento, tem induzido a indústria eletrônica a aumentar o número de componentes que o compõem e a procurar miniaturizá-los. Entretanto, tem-se encontrado limites em relação à quantidade e ao tamanho desses componentes. Nesse contexto, surge a spintrônica, tecnologia baseada no controle e manipulação do spin do elétron, tornando possível usar simultaneamente a capacidade de processar dados e de armazenar informações, obtendo-se maior eficiência, maior velocidade de processamento de dados e menor consumo de energia. Essa tecnologia pode ser conseguida por meio dos Semicondutores Magnéticos Diluídos (SMD), sendo o óxido de zinco (ZnO) um candidato promissor para sua obtenção, visto que apresenta comportamento ferromagnético acima da temperatura ambiente através da dopagem de íons de metais de transição ou de terras raras na sua estrutura, como o Európio (Eu), que tem se destacado devido ao seu elevado momento magnético (≈ 6,9 μB). Neste trabalho, um SMD baseado em ZnO dopado com íons Eu3+ nas concentrações de 0,05 e 0,1 mols foi sintetizado por reação de combustão. As amostras foram sinterizadas na temperatura de 1100°C por 30 minutos. No intuito de avaliar o efeito da concentração de európio e da sinterização na estrutura, banda proibida, nas propriedades magnéticas e morfologia do ZnO, as amostras foram analisadas antes e após sinterização por Difração de raios X (DRX), Espectroscopia na região Ultravioleta e Visível (Uv-Vis), Magnetômetria de Amostra Vibrante (MAV) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A partir dos resultados obtidos, constatou-se que houve formação de segunda fase (Eu2O3), com exceção a amostra na condição de pó dopado com 0,05 mols de Európio. Observou-se que todas as amostras, antes e após a sinterização, apresentaram valores de banda proibida dentro da faixa dos semicondutores e ferromagnetismo a temperatura ambiente. Além disso, foi possível visualizar que a morfologia das amostras é alterada de forma significativa com o aumento da concentração de európio no sistema.
Abstract: The search for the development of increasingly sophisticated semiconductor devices, with greater efficiency and processing speed, has induced the electronic industry to increase the number of components that compose it and seek to miniaturize them. However, limits have been found in relation to the quantity and size of these components. In this context, spintronic technology based on the control and manipulation of the electron spin emerges, making it possible to use the ability to process data and to store informations simultaneously, obtaining greater efficiency, higher data processing speed and lower energy consumption. This technology can be achieved by means of the Diluted Magnetic Semiconductors (DMS), with zinc oxide (ZnO) being a promising candidate for its production, since it exhibits ferromagnetic behavior above room temperature through the doping of transition metal ions or rare earths in its structure, such as the Europium (Eu), which has stood out due to the good magnetic moment (≈ 6,9 μB). In this work, a ZnO based DMS doped with Eu3+ ions at concentrations of 0.05 and 0.1 moles was synthesized by combustion reaction. The samples were sintered at 1100°C for 30 minutes. In order to evaluate the effect of europion concentration and sintering on the structure, band gap, magnetic properties and morphology of ZnO, the samples were analysed before and after sintering by X-ray Diffraction (XRD), Spectroscopy in the Ultraviolet and Visible region (Uv-Vis), Vibrant Sample Magnetomy (VSM) and Scanning Electron Microscopy (SEM). From the results obtained, it was found that there was formation of second phase (Eu2O3), with the exception of the sample in the condition of powder doped with 0.05 mols of europium. It was observed that all samples, before and after sintering, exhibited band gap values within the semiconductor range and ferromagnetism at room temperature. In addition, it was possible to visualize that the morphology of the samples is significantly altered with the increase of the europion concentration in the system.
Palavras-chave: Spintrônica
Óxido de zinco
Semicondutor Magnético Diluído
Reação de combustão
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Engenharia de Materiais
Tipo de Acesso: Acesso aberto
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/25227
Data do documento: 27-Set-2019
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