por precipitação por condensação por refluxo visando à aplicação em sensores de gás

XXXI Congresso de Iniciação Científica

Síntese de Ga

O

por precipitação por condensação por refluxo visando à aplicação em sensores de gás

Naira Linhares Sabino, Aline Varella Rodrigues, Marcelo Ornaghi Orlandi, Câmpus Araraquara, Instituto de Química, Engenharia Química, nah.sabino.15@gmail.com, PIBIC- Ações Afirmativas Palavras Chave: óxido de gálio, sensor de gás, condensação por refluxo

Introdução

O Ga2O3 é um semicondutor que pode cristalizar em cinco fases, α, β, ϒ, ε, δ, sendo as fases α e β as mais estáveis termodinamicamente [1]. Diante das propriedades exibidas pelo material, que derivam de vacâncias de oxigênio em sua estrutura, o Ga2O3

desperta grande interesse quanto às aplicações em materiais optoeletrônicos e sensores de gás [1,2]. A partir de uma rota sintética pouco complexa e economicamente viável, é possível obter partículas estáveis em uma ampla faixa de temperatura, com possibilidade de aplicação em sensores para gases redutores e oxidantes [2].

Objetivo

Sintetizar e caracterizar as diferentes fases do Ga2O3 pelo método de precipitação por condensação por refluxo, visando à aplicação em sensores de gás.

Material e Métodos

Uma solução do precursor Ga(NO3)3 foi preparada com água deionizada. Na sequência, foi adicionado NH4OH (25%, proporção 1:9 em relação a água adicionada). A solução resultante foi adicionada a um balão volumétrico acoplado ao sistema montado com o condensador de refluxo, e mantida sob aquecimento a 60 ^oC e agitação magnética por 12h.

Em seguida a solução foi lavada e centrifugada, 2 vezes com água e 2 vezes com etanol. Então, o produto passou pelo processo de secagem (5h, 70

oC) e calcinação (1h), variando-se a temperatura deste processo para a obtenção da fase desejada.

Resultados e Discussão

Figura 1. DRX das fases obtidas do Ga2O3 em a) de 100 à 350 ^oC e em b) de 400 à 900 ^oC.

O método de condensação por refluxo foi eficiente, observando-se a formação das duas fases mais estáveis do Ga2O3em temperaturas mais baixas do que as encontradas pelos demais métodos na literatura, e ambas foram estáveis em uma grande faixa de temperatura. Portanto, o contínuo estudo das propriedades do material obtido visa a aplicações em sensores de gás construídos para medidas principalmente em baixas temperaturas.

Conclusões

Foi possível obter um material estável em uma faixa de temperatura elevada utilizando-se o método de precipitação por condensação por refluxo, possibilitando aplicações do material como sensores de gás.

Agradecimentos

Os autores agradecem à Unesp e ao Instituto de Química pelo apoio e estrutura, e à PROPe e CNPQ e FAPESP pelo apoio financeiro, instituições que tornaram possível a execução deste trabalho.

____________________

1 L. Li, W. Wei, M. Behrens, Synthesis and characterization of α-, β- and γ-Ga2O3 prepared from aqueous solutions by controlled precipitation, Solid State Sci. 14 (2012) 971-981.

2 M. Bartic, Mechanism of oxygen sensing on β-Ga2O3 single-crystal sensors for high temperatures, Phy. Status Solidi A 213 (2016) 457-462.

a)

b)