Influência da ciclagem eletroquímica nas propriedades eletrocrômicas de eletrodos de filmes finos de óxido de titânio amorfo

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dataload.collectionmapped01 - Doutorado - Físicapt_BR
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dc.contributor.advisorUrbano, Alexandre [Orientador]pt_BR
dc.contributor.authorAmorin, Larissa da Silva Martinspt_BR
dc.contributor.bancaCruz, Térsio Guilherme de Souzapt_BR
dc.contributor.bancaSilva, Marco Aurélio Toledo dapt_BR
dc.contributor.bancaDall'Antonia, Luiz Henriquept_BR
dc.contributor.bancaScarminio, Jairpt_BR
dc.coverage.spatialLondrinapt_BR
dc.date.accessioned2024-05-01T15:03:06Z
dc.date.available2024-05-01T15:03:06Z
dc.date.created2016.00pt_BR
dc.date.defesa20.12.2016pt_BR
dc.description.abstractResumo: Neste trabalho foram depositados filmes finos de óxido de titânio pela técnica DC reactive magnetron sputtering sob várias pressões parciais de oxigênio (PO2), entre e 6 x 1-4 mbar, buscando avaliar a composição elementar, propriedades ópticas e comportamento eletroquímico, antes e após intervalos de ciclagem As amostras obtidas foram submetidas às caracterizações pelas técnicas de IBA, FTIR, DRX, espectroscopia óptica em UV-vis e ensaios opto-eletroquímicos, tais como: voltametria cíclica, cronopotenciometria-cronoamperometria em 632,8 nm, espectroeletroquímica, GITT e ciclagem eletroquímica Para cada intervalo de 25 ciclos foram refeitos os ensaios opto-eletroquímicos, exceto GITT Os resultados de IBA mostraram que as amostras são formadas basicamente de átomos de titânio e oxigênio, apresentando hidrogênio e carbono Esses elementos também foram caracterizados por FTIR, mostrando estiramentos O-H e C-H A partir desses resultados foi construído um modelo para se estimar a estequiometria dos filmes Assim, foi possível concluir que a quantidade absoluta de hidrogênio está diretamente relacionada à pressão parcial de oxigênio Desse modo, o aumento de PO2 conduz a formação de um filme de óxido de titânio com uma estequiometria em torno de TiO2 Os difratogramas de raios X mostraram que os filmes são amorfos Um único pico foi observado para as amostras depositadas com PO2 de e 1 x 1-4 mbar, referentes ao TiO,5 e TiO1,5, condizente com o modelo proposto Na caracterização óptica observou-se que as amostras apresentaram-se opacas quando depositadas com PO2 de a 2 x 1-4 mbar, enquanto que as amostras depositadas entre 3 e 6 x 1-4 mbar mostraram ser transparentes O aspecto opaco das amostras depositadas com baixa PO2 se deve à grande quantidade de hidrogênio na sua estrutura Para as amostras transparentes o índice de refração foi de aproximadamente 2,2 e a energia de gap variou em torno de 3 eV O coeficiente de difusão das amostras apresentaram valores condizentes com os encontrados na literatura Com os resultados obtidos antes e após os experimentos da ciclagem percebeu-se que os filmes apresentaram propriedades eletrocrômicas satisfatórias, mostrando que mesmo após 1 ciclos, a eficiência eletrocrômica possui valores próximos da literatura De modo geral, o filme depositado em 4 x 1-4 mbar foi o que apresentou maior contraste óptico e a maior capacidade de carga Observou-se, ainda, que o desempenho opto-eletroquímico dos filmes não mantém um padrão no decorrer da ciclagem eletroquímica, possivelmente devido ao fato do filme ser amorfo e possibilitar uma alteração na sua estrutura e na disponibilidade de sítios e/ou caminho de difusão de íons de lítiopt_BR
dc.description.abstractother1Abstract: In this work, titanium oxide thin films were deposited by DC reactive magnetron sputtering under different oxygen partial pressures (PO2), from to 6 x 1-4 mbar, to evaluate elemental composition, optical properties and optoelectrochemical behavior, before and after of the electrochemical cycling intervals The obtained samples were submitted to IBA, FTIR, XRD, UV-vis optical spectroscopy and optoelectrochemical tests, such as: cyclic voltammetry, chronopotentiometry-chronoamperometry at 6328 nm, spectroelectrochemistry, GITT and electrochemical cycling For each 25-cycle interval the optoelectrochemical experiments, except GITT, were redone The IBA results showed that the samples are formed basically of titanium and oxygen atoms, presenting hydrogen and carbon These elements were also characterized by FTIR, showing O-H and C-H stretches From these results a model was constructed to estimate the films stoichiometry Thus, it was possible to conclude that the hydrogen absolute amount is directly related to the oxygen partial pressure The increase of PO2 leads to the formation of a titanium oxide film with a stoichiometry around TiO2 X-ray diffraction patterns have shown that the films are amorphous A single peak was observed for samples deposited with PO2 of and 1 x 1-4 mbar, referring to TiO5 and TiO15, consistent with the proposed model The optical characterization showed the samples were opaque when the films are deposited with PO2 from to 2 x 1-4 mbar, while the samples deposited between 3 and 6 x 1-4 mbar were transparent The opaque appearance of samples deposited with low PO2 is due to the incorporated hydrogen into the film structure For the transparent samples the refractive index was approximately 22 and the gap energy was near 3 eV The samples diffusion coefficient presented values consistent with those found in the literature With the results obtained before and after the cycling experiments it was observed that the films presented satisfactory electrochromic properties, showing that even after 1 cycles, the electrochromic efficiency has values close to the literature In general, the film deposited at 4 x 1-4 mbar showed the highest optical contrast and higher load capacity It was also observed that the optoelectrochemical performance of the films does not maintain a pattern during the electrochemical cycling, possibly due to the fact that the film is amorphous and allows a change in its structure and the availability of sites and/or diffusion path of lithium ionspt_BR
dc.description.notesTese (Doutorado em Física) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Físicapt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/16191
dc.languagepor
dc.relation.coursedegreeDoutoradopt_BR
dc.relation.coursenameFísicapt_BR
dc.relation.departamentCentro de Ciências Exataspt_BR
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Físicapt_BR
dc.subjectEletroquímicapt_BR
dc.subjectFilmes finospt_BR
dc.subjectÓxido de titâniopt_BR
dc.subjectEletrocromismopt_BR
dc.subjectElectrochemistrypt_BR
dc.subjectThin filmspt_BR
dc.subjectTitanium oxidept_BR
dc.titleInfluência da ciclagem eletroquímica nas propriedades eletrocrômicas de eletrodos de filmes finos de óxido de titânio amorfopt_BR
dc.typeTesept_BR

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