Influência dos parâmetros de síntese nas propriedades eletrocrômicas de filmes finos de óxido de titânio depositados por DC reactive sputtering
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Resumo: Filmes finos de TiO2 são amplamente estudados devido às suas propriedades fotocatalíticas, eletrocrômicas e de armazenamento de energia As propriedades eletrocrômicas podem sofrer variações no decorrer dos ciclos de inserção e extração de íons da estrutura do material devido à alteração nessa estrutura Com o objetivo de investigar a correlação entre parâmetros de síntese e sua ciclabilidade eletrocrômica, a fim de encontrar o mais eficiente eletrodo eletrocrômico entre as amostras depositadas Neste trabalho os filmes finos de TiO2 foram depositados por pulverização reativa sob pressão parcial de oxigênio (PO2) variável ( – 7 x 1-4 mbar) e tratados termicamente a 4 ºC em fluxo de oxigênio durante 8 horas A difração de raios X antes e após a ciclagem eletroquímica das amostras foi realizada para identificar possíveis alterações na estrutura As suas propriedades eletrocrômicas foram investigadas pelas técnicas de voltametria cíclica, cronopotenciometria e cronoamperometria, com acompanhamento in situ da variação da transmitância óptica, e comparadas entre si a fim de se obter a reversibilidade dos parâmetros eletrocrômicos, tais como eficiência, contraste óptico e tempo de resposta As amostras depositadas com uma menor concentração de O2 apresentaram uma intercalação menor de íons em sua estrutura, além de serem mais susceptíveis a uma variação da estrutura cristalina no decorrer da ciclagem, sofrendo um maior desgaste conforme ocorreu a inserção e extração de íons de lítio repetidamente no material Devido a isso, uma das amostras apresentou desgrudamento do substrato durante a ciclagem As amostras depositadas com maior concentração de O2 mantiveram um efeito eletrocrômico acentuado após a ciclagem, mostrando assim, uma boa reversibilidade ao processo de carga e descarga Desse modo, a amostra depositada com 5 x 1-4 mbar é a que apresenta os parâmetros de deposição para se obter um eletrodo de dispositivo eletrocrômico, quase não tendo variado a sua quantidade de carga intercalada (de 37,4 mC para 36,6 mC) e aumentando a sua variação de transmitância óptica (de 68% para 74%) Esse aumento na variação da transmitância óptica e consequentemente na eficiência eletrocrômica desse material, provavelmente pode ser associada aos defeitos da estrutura do filme, alterando os estados de valência dos átomos de titânio, conforme a teoria de small-polaron
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Palavras-chave
Eletroquímica, Filmes finos, Óxido de titânio, Electrochemistry, Thin films, Titanium oxide