Introdução

O estudo e desenvolvimento de dispositivos semicondutores baseados em óxidos metálicos como o SnO₂, têm-se mostrado altamente promissor na obtenção de novas tecnologias. Tais materiais se apresentam como excelentes candidatos à construção de diversos dispositivos eletrônicos, onde dentre estes se encontram sensores de luz numa faixa que se estende do visível até o ultravioleta [1,2].

Objetivo

O objetivo geral do trabalho de pesquisa aqui apresentado foi a elaboração (proposição, construção e teste) de um sensor de luz baseado em um dispositivo baseado em uma rede de nanofios semicondutores de dióxido de estanho. Todo o projeto foi desenvolvido paralelamente ao estudo dirigido de conceitos necessários para compreensão e construção do sensor, tais como técnicas de crescimento de amostras, física dos semicondutores, mecanismos de transporte e entre outros [3,4,1].

Metodologia

Para o crescimento dos nanofios foi empregado o método de deposição de vapor por meio do mecanismo VLS (vapor-líquido-sólido), onde devido a ser um processo de crescimento auto-organizado e indireto, o acesso à rede só ocorria ao final da síntese.  Foi incluída nesta fase uma investigação sobre a influência da quantidade de material precursor (no caso, Sn) usado para a síntese das amostras [1].

Após o processo de síntese, a próxima etapa incluiu a fabricação e caracterização optoeletrônica do dispositivo, com a análise de características como resistência e fotocorrente (resposta à iluminação controlada)[5].

Resultados

Evaporados os contatos metálicos sobre a rede, foi realizada em um primeiro momento a verificação do comportamento semicondutor por meio de análise da curva de resistência x temperatura. Verificado que a rede de fato apresentava comportamento semicondutor, a etapa seguinte incluiu medidas em ambiente controlado (criostato), onde pressão, temperatura e atmosfera química eram conhecidas e controladas. A partir dos dados coletados em medidas de pulsos de luz, foram analisadas propriedades como o tempo de resposta do sensor construído e os níveis de energia dentro do gap do material, visto que tais níveis ocorrem devido principalmente à presença de vacâncias de oxigênio no SnO_2..

Comprovado que o dispositivo apresentou sensibilidade e seletividade para diferentes comprimentos de onda, a etapa posterior foi a análise da corrente (caracterização I x V) em ambiente aberto, onde não mais havia controle sobre as variáveis anteriormente citadas. Apesar da fotocorrente ser menor neste ambiente devido a presença do oxigênio, a rede de nanofios apresentou o comportamento esperado e desejado para o sensor [6].

Conclusão

Sendo assim, o dispositivo de nanofios de dióxido de estanho apresentou propriedades apropriadas para os objetivos iniciais desta pesquisa, qual seja, uma rede de nanofios apresenta características fotocondutoras e pode ser usada como um sensor com base em seu comportamento. Alguns aspectos que fundamentam esta conclusão é a fotosensibilidade do dispositivo, a seletividade (respostas distintas e proporcionais à energia associada a cada comprimento de onda da luz incidente) e a conservação de um comportamento quantificável e coerente com a teoria mesmo em ambiente aberto.