Abstract
Filmes de céria dopados com gadolínio (CDG) foram depositados em substratos de quartzo utilizando-se a técnica de deposição spray pirólise. Os filmes foram depositados com concentrações de dopante de 0, 10, 20 e 30% at.. Foi investigada a influência da concentração do dopante (Gd) e da proporção água/álcool, utilizados como solvente na preparação da solução precursora, nas propriedades estruturais, morfológicas, composicionais e elétricas dos filmes. As análises por difração de raios-X mostraram que os filmes obtidos apresentam-se policristalinos com uma estrutura cúbica do tipo fluorita e uma orientação preferencial (200). Foi verificado que o crescimento dos filmes é fortemente dependente da proporção água/álcool utilizada na preparação da solução precursora, podendo resultar no crescimento de filmes com estrutura "colunar". Os resultados das análises por AFM ("Atomic Force Microscope") e MEV (Microscópio Eletrônico de Varredura) indicaram que os filmes obtidos são densos e livres de trincas. O tratamento térmico modificou significativamente o grau de cristalinidade e o tamanho de cristalito dos filmes. As análises por fluorescência de raios-X mostraram que a estequiometria utilizada na solução precursora foi mantida nos filmes depositados. As medidas da variação da condutividade elétrica em função da temperatura mostraram que os filmes dopados com 20% at. de Gd apresentaram condutividade elétrica mais elevada que os filmes intrínsecos.
Highlights
Filmes de materiais condutores iônicos são tecnologicamente importantes, devido ao seu potencial para aplicação em pilhas a combustível de óxido sólido (PaCOS) com dimensões reduzidas [1]
Os propósitos deste trabalho são investigar como as condições de deposição e concentração do dopante afetam as propriedades dos filmes de CDG produzidos por spray pirólise
A Figura 3 apresenta as micrografias obtidas por microscopia de força atômica (AFM) para filmes de CDG depositados por spray pirólise utilizando como solvente água e álcool em uma proporção de 60% de água e 40% de álcool
Summary
Filmes de materiais condutores iônicos são tecnologicamente importantes, devido ao seu potencial para aplicação em pilhas a combustível de óxido sólido (PaCOS) com dimensões reduzidas [1]. Soluções sólidas a base de céria têm sido consideradas uma boa alternativa para a ZEI, pois possui uma condutividade dos íons de oxigênio superior àquela apresentada pela ZEI, podendo, assim serem utilizadas como eletrólito para uso em temperaturas intermediárias 600-800 °C [3]. Diversas técnicas vem sendo utilizadas para a produção de filmes a base de céria, como: Deposição por Laser Pulsado (PLD) [2,4], Evaporação [5], Sol Gel [6], Spray Pirólise [7-,9], entre outras. A técnica Spray pirólise foi a técnica utilizada neste trabalho, pois se trata de uma técnica relativamente simples e de baixo custo quando comparada a outras técnicas, além disso, não é necessário a utilização de vácuo durante a deposição dos filmes [9,10,11]. Os propósitos deste trabalho são investigar como as condições de deposição e concentração do dopante afetam as propriedades dos filmes de CDG produzidos por spray pirólise
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