Síntese e propriedades de nanoestruturas de semicondutores

• Author(s): Monteiro, Olinda Coelho
• Date: 2003
• Persistent ID: http://hdl.handle.net/10773/13043
• Origin: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
• Subject(s): Química; Semicondutores; Nanoestruturas; Nanocompósitos
• Document Type: Doctoral thesis
• Language: Portuguese

Description

A apresentação desta tese é o resultado do trabalho desenvolvido sobre a síntese de materiais semicondutores nanocristalinos lamelares (Bi2S3 e MoS2) e outros (nanocompósitos de SiO2/CdS e SiO2/ZnS) usando métodos experimentais envolvendo o uso de precursores unimoleculares. Foram preparados e caracterizados vários complexos do tipo ditiocarbamato de bismuto (III) com vista à sua utilização na preparação do semicondutor nanocristalino lamelar Bi2S3. Foram determinadas as estruturas cristalinas dos compostos [Bi{S2CN(CH3)(C6H13)}3] e [Bi{S2CN(CH3)(C6H13)}3(C12H8N2)]. A decomposição térmica dos complexos preparados conduziu ao aparecimento de nanopartículas de Bi2S3 que foram devidamente caracterizadas, nomeadamente no que diz respeito às propriedades ópticas e morfológicas. Usando duas técnicas de preparação distintas foram também preparados e caracterizados vários filmes de Bi2S3. A preparação dos nanocompósitos de SiO2/CdS e SiO2/ZnS foi conseguida recorrendo à degradação dos ditiocarbamatos metálicos respectivos, em fase líquida. Foi realizada a caracterização das estruturas preparadas tendo sido obtidas propriedades, especialmente morfológicas, distintas para os dois casos. Devido a algumas particularidades associadas ao sistema SiO2/ZnS procedeu-se a um estudo mais aprofundado sobre o processo de preparação destes materiais nanocompósitos. Foram preparadas estruturas lamelares nanocristalinas de MoS2 usando a pirólise a seco, de dialquilditiocarbamatos de molibdénio (IV, V e VI). As estruturas semicondutoras obtidas apresentaram características distintas, nomeadamente a nível morfológico.

The work described during this thesis spans the nanocrystalline semiconductor material synthesis, using single-source precursors. A range of bismuth (III) dithiocarbamato complexes has been prepared and characterized, in order to use them for Bi2S3 lamellar nanocrystaline semiconductor preparation The Xray crystal structures of the compounds [Bi{S2CN(CH3)(C6H13)}3] and [Bi{S2CN(CH3)(C6H13)}3(C12H8N2)] were reported. The preparation of Bi2S3 particles using a wet chemical method, involving the thermolysis of bismuth (III) dialkyldithiocarbamato complexes, has also been described. The optical and morphological properties of the Bi2S3 nanoparticles have been investigated. Using two different single source precursors methods, some Bi2S3 films have been prepared. A mild temperature chemical method, comprising the chemical degradation of alkyldithiocarbamato complexes of cadmium, has been used to prepare CdS nanocrystals at SiO2 surfaces. The same method has been used to prepare SiO2/ZnS nanocomposites. Two different types of morphology were obtained for the SiO2/CdS and SiO2/ZnS nanocomposites. Due to some particularities associated to the SiO2/ZnS system, a deeper study was undertaken for this new process of nanocomposites material preparation. The preparation of MoS2 nanocrystalline lamellar structures has been made using the thermolysis of alkyldithiocarbamato complexes of molybdenum (IV, V and VI). The semiconductor materials prepared were characterized. Using distinct precursors and experimental conditions, materials with distinct types of morphology have been obtained.