INFLUÊNCIA DOS PARÁMETROS NA SINTESIS DE FILMES FINOS DE TI1-XCOXO2 COM PROPRIEDADES MAGNÉTICAS A TEMPERATURA AMBIENTE

Resumo

O Dióxido de Titânio (TiO2) é um material de propriedades paramagnéticas que existe na natureza em fase Rutile e Anatase. O desenvolvimento da spintrônica nas últimas décadas permitiu que se produzissem ótimos semicondutores ferromagnéticos ao diluir semicondutores com impurezas magnéticas do grupo III-V e II-VI tais como GaAs dopado com Mn, CdTe dopado com Mn, mas eles apresentaram temperaturas de Curie (Tc) menores à temperatura ambiente, o qual não favorece sua aplicação no campo tecnológico. Diversos estudos realizados apontam que dopando o TiO2 com Cobalto (Co) obtém-se um semiconductor ferromagnético a temperatura ambiente. Considerando isto, neste trabalho tem-se como objetivo sintetizar filmes finos de TiO2 dopado com íons de Co, por meio das técnicas de sol-gel e spin coating. Logo, analisar as propriedades estruturais e magnéticas em função da concentração de Co no TiO2, contribuindo ao entendimento da origem do ferromagnetismo a temperatura ambiente. Neste trabalho se sintetizaram filmes finos segundo a estequiometria Ti1-xCoxO2 (x = 0 10%atm) pelas técnicas antes mencionadas, com tratamento térmico de 800°C e 1000°C, sendo caracterizadas suas estruturas pelo método de Difração de Raios X e suas propriedades magnéticas por medidas de magnetização com um Magnetômetro de Amostra Vibrante. Os resultados obtidos indicam que a fase cristalina do TiO2 é dependente da temperatura do tratamento térmico. Para T = 800ºC os filmes finos apresentaram uma dualidade de fases. Para T = 1000ºC, a fase predominante foi a fase Rutile, o que indica que existe uma diminuição entre as distancias interatómicas na rede cristalina. Por outro lado, foi observado que a dopagem com Co na estrutura de TiO2 favorece a transição de fase do Anatase para o Rutile quando o tratamento térmico é realizado a 1000ºC. Além disso, a maiores concentrações de Co foi observado a presença de fases secundarias e clusters de óxidos de Co de propriedades antiferromagnéticas e paramagnéticas, causando uma diminuição na magnetização. Assim concluímos que a fase Rutile é a fase que apresenta comportamentos ferromagnéticos cuja magnetização depende da porcentagem de dopagem do Co, sendo fatores desfavoráveis as fases secundarias e os clusters de óxidos de Co.