Investigação das propriedades estruturais e óticas de filmes finos e nanoestruturados de óxido de vanádio depositados por feixe de elétrons

AUTOR(ES)
FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

22/03/2012

RESUMO

Neste trabalho foi realizado um estudo das propriedades optoeletroquímicas e estrutural de filmes finos de óxidos de vanádio (V) com objetivo de investigar o comportamento de eletrodos destes filmes frente ao fenômeno da dupla coloração, espectral e monocromática, e sua capacidade de intercalação para íons de lítio. Os filmes foram depositados por evaporação por feixe eletrônico, e estudados nas formas como-depositada (CD) e tratadas termicamente a 100, 200, 300 e 400 ºC, em atmosfera de argônio, e a 300 e 400 ºC em oxigênio. As amostras foram caracterizadas pelas técnicas: eletroquímica, espectroscopia UV-VIS, microscopia eletrônica de varredura e difração de raios X. Os filmes CD e todos os tratados em Ar são amorfos ou nanocristalinos. Dos tratados em O2, apenas a 400 ºC foi identificado o plano [001] do óxido de V cristalino, em 20,21º. A transmitância monocromática (632,8 nm = 1,9 eV) tomada em conjunto com a voltametria cíclica mostrou que todos os filmes são à base de óxido de V, visto apresentarem o efeito de dupla coloração óptica. A voltametria cíclica lenta (0,1 mV/s) do eletrodo do filme tratado a 400 ºC em O2 exibe picos de corrente elétrica que são atribuídos às transições de fase α®ε®δ®γ do V2O5. Nas transições α®ε e ε®δ o filme escurece (Li1V2O5) e de δ®γ clareia (Li2V2O5), concordando com o modelo de small polaron para a dupla coloração monocromática de baixa energia (1,1 a 2,1 eV). Em altas energias (2,1 a 3,5 eV) a absorção ótica é atribuída à excitação eletrônica interbanda. Enquanto para baixas energias o filme escurece com a intercalação iônica, para altas energias ele clareia. Esse é o efeito de dupla coloração óptica espectral. Com a intercalação de íons Li+ os filmes CD e os tratados a 100 e 200 ºC exibem dupla coloração óptica em altas e baixas energias, enquanto os tratados em 300 e 400 ºC, em O2 ou Ar, exibem dupla coloração óptica apenas em baixas energias, uma vez que em altas energias a transmitância satura no estado claro. O modelo de banda rígida de absorção óptica parece não ser adequado para explicar a dupla coloração em altas energias para amostras com baixo ordenamento cristalográfico.

ASSUNTO(S)

eletroquímica filmes finos - dispositivos eletrocrômicos vanádio condensed matter física da matéria condensada electrochemistry thin films electrochromic devices vanadium

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