Biblioteca Digital de Teses e Dissertações PÓS-GRADUAÇÃO SCTRICTO SENSU Programa de Pós-Graduação Interdisciplinar em Biociências Aplicadas
Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://bdtd.uftm.edu.br/handle/tede/636
Registro completo de metadados
Campo DCValorIdioma
dc.creatorOLIVEIRA, Thomaz Amaral-
dc.creator.ID08404754624por
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/6588083672479003por
dc.contributor.advisor1CONDELES, José Fernando-
dc.contributor.advisor1ID94782954620por
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3904831299794794por
dc.date.accessioned2019-04-23T17:38:39Z-
dc.date.issued2019-03-11-
dc.identifier.citationOLIVEIRA, Thomaz Amaral. Crescimento de materiais semicondutores cristalinos de iodeto de mercúrio para aplicações como detectores de radiação. 2019. 93f. Dissertação (Mestrado em Biociências Aplicadas) - Programa de Pós-Graduação Interdisciplinar em Biociências Aplicadas, Universidade Federal do Triângulo Mineiro, Uberaba, 2019.por
dc.identifier.urihttp://bdtd.uftm.edu.br/handle/tede/636-
dc.description.resumoOs materiais semicondutores possuem diversas aplicações na construção de dispositivos eletrônicos, tais como diodos, transistores, capacitores e fotocondutores. Vários desses dispositivos são atualmente usados em aplicações interdisciplinares nas áreas médica e biológica. Dentre essas aplicações destaca-se o potencial uso na construção de detectores de radiação ionizante, seja na dosimetria ou radiodiagnóstico. O HgI2 (Iodeto de Mercúrio) é um material haleto inorgânico, semicondutor e fotocondutor, que apresenta alta eficiência na absorção de fótons de alta energia e coleta de portadores de cargas elétricas. É cotado como bom candidato na construção de dispositivos detectores de radiação pelo método direto de detecção à temperatura ambiente. Todavia os diferentes métodos de obtenção desses materiais, bem como a variação dos parâmetros de síntese podem influenciar ou modificar as propriedades estruturais, ópticas e elétricas desses materiais. Assim, neste trabalho será analisada uma montagem alternativa da técnica Spray e serão crescidos materiais semicondutores cristalinos de HgI2, direcionados para o uso como sensor de radiação, acompanhado do estudo das propriedades estruturais e elétricas desse material, em função da variação dos parâmetros de síntese. Para esse propósito o material foi crescido em forma de filmes pelo do método CVD (Deposição química por vapor) e técnica Spray usando N, N-Dimetilformamida como solvente do pó de HgI2. A influência da concentração de solução de HgI2 (de 100 g/l até 250g/l) e da temperatura de deposição (de 60°C até 100°C) sobre as propriedades finais dos filmes foi investigada.A técnica demanda baixo custo de equipamento e pode eventualmente tornar-se solução viável para a construção de dispositivos detectores de radiação em larga escala. As caracterizações estruturais foram realizadas por Microscopia de Força Atômica (AFM), Difração de Raios-X (DRX), Espectroscopia de dispersão de energia (EDS) e Espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). As caracterizações elétricas foram realizadas nos dispositivos produzidos a partir dos filmes depositados, pela medida de transporte elétrico em função do campo elétrico. A partir dos estudos dos resultados obtidos, foram encontradas as melhores condições de produção desses materiais, direcionados ao uso como detectores de radiação. Resumidamente, o presente trabalho apresenta resultados originais, constituindo de uma combinação nova de materiais e técnicas, que contemplam desde a síntese e deposição dos filmes, incluindo a montagem do sistema de deposição usado, até resultados de caracterizações estruturais e elétricas dos filmes.por
dc.description.abstractSemiconductor materials have several applications in the construction of electronic devices, such as diodes, transistors, capacitors and photoconductors. Several of these devices are currently used in medical and biological applications. Among these interdisciplinary applications, the potential use in the construction of ionizing radiation detectors is emphasized, whether in dosimetry or radiodiagnosis. The HgI2 (Mercuric Iodide) is an inorganic halide material, semiconductor and photoconductor, which presents high efficiency in the absorption of photons of high energy and collection of carriers of electric charges. It is listed as a good candidate in the construction of radiation detecting devices by the direct detection method at room temperature. However, the different methods of obtaining these materials, as well as the variation of the synthesis parameters can influence or modify the structural, optical and electrical properties of these materials. Thus, in this work an alternative assembly of the Spray technique will be analyzed and crystalline HgI2 semiconductor materials will be grown, directed to the use as radiation sensor, accompanied by the study of the structural and electrical properties of this material, as a function of the variation of the synthesis parameters. For this purpose, the material was grown in the form of films by method CVD (Chemical vapor deposition) and Spray technique using N, N-Dimethylformamide as a solvent of the HgI2 powder. The influence of the concentration of HgI2 solution (from 100 g / l to 250 g / l) and the deposition temperature (from 60ºC to 100ºC) on the final properties of the films was investigated. The technique demands low cost of equipment and may eventually become viable solution for the construction of such devices on a large scale. The structural characterizations were performed by Atomic Force Microscopy (AFM), X-ray Diffraction (XRD), Energy Dispersion Spectroscopy (EDS) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). The electrical characterizations were performed in the devices produced from the deposited films, by the measurement of electric transport as a function of the electric field. From the obtained results studies, the best conditions of production of these materials were found, directed to the use as radiation detectors. Briefly, the present work presents original results, constituting a new combination of materials and techniques, ranging from the synthesis and deposition of films, including the assembly of the deposition system used, to results of structural and electrical characterization of the films.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpor
dc.formatapplication/pdf*
dc.thumbnail.urlhttp://bdtd.uftm.edu.br/retrieve/3947/Dissert%20Thomaz%20A%20Oliveira.pdf.jpg*
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal do Triângulo Mineiropor
dc.publisher.departmentInstituto de Ciências Biológicas e Naturais - ICBNpor
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.initialsUFTMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação Interdisciplinar em Biociências Aplicadaspor
dc.relation.references1- CAMACHO, S. A., AOKI, P. H. B., CONSTANTINO, C. J. L., PIRES, A. M.. Sprayed films of europium complexes toward light conversion devices. Journal of Luminescence, v. 153, p. 272–280, 2014. 2- AOKI, P., VOLPATI, D., CABRERA, F. C., TROMBINI, V. L., RIUL JR, A., CONSTANTINO, C. Spray layer-by-layer films based on phospholipid vesicles aiming sensing application via e-tongue system. Materials Science and Engineering C, v. 32, n. 4, p. 862-871, 2012. 3- CALLISTER, W. D. Fundamentos da ciência e engenharia de materiais: uma abordagem integrada. 2. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2005. 4- CALLISTER, W. D. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução. New York: John Wiley & Sons, Inc., 2008. 5- REZENDE, S. M. Materiais e Dispositivos Eletrônicos. 2. Ed. São Paulo, SP: Livraria da Física, 2004. 6- SERVAGENT, N. Semiconductor physics: Fundamentals, 2008. <http://www.optiqueingenieur.org/en/courses/OPI_ang_M05_C02/co/Contenu_02.html> Acesso em: 20 de Novembro de 2018 7- CONDELES, J. F.; MULATO, M. Influence of solution rate and substrate temperature on the properties of lead iodide films deposited by Spray. Journal of Materials Science. v. 46, n. 5, p. 1462-1468, 2011. 8- MARTINS, J. F. T. Desenvolvimento do cristal semicondutor de iodeto de mercúrio para aplicação como detector de radiação. 2011. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear - Aplicações) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2011. 9- UGUCIONI, J. C. Iodeto de mercúrio produzido por evaporação de solvente: cristais obtidos usando etanol e tetrahidrofurano, e filmes híbridos obtidos usando80 polímeros isolantes. 2009. Tese (Doutorado em Física Aplicada à Medicina e Biologia) - Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2009 10- CONDELES, J. F. Filmes finos de iodeto de chumbo como detector de raios-X para imagens médicas. 2007. Tese (Doutorado em Física Aplicada à Medicina e Biologia) - Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2007. 11- CALDEIRA FILHO, A. M. Fabricação e caracterização de filmes finos de iodeto de chumbo e cristais de iodeto de mercúrio. 2008. Tese (Doutorado em Física Aplicada à Medicina e Biologia) - Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2008. 12- KNOLL, G.F. Radiation Detection and Measurement. 2nd edition. Cap. 5,7,8,11,12. New York: John Wiley & Sons, 1989. 13- BARTHABURU, M. P.; GALAIN, I.; MOMBRÚ, M.; AGUIAR, I.; OLIVEIRA, A.; PEREIRA, H. B.; FORNARO, L. Synthesis and characterization of HgI2 nanoparticles for films nucleation. Journal of Crystal Growth. v. 457, n. 1, p. 234- 238, 2017. 14- CONDELES, J. F.; MULATO, M. Polycrystalline lead iodide films produced by solution evaporation and tested in the mammography X-ray energy range. Journal of Physics and Chemistry of Solids. v. 89, p. 39-44, 2016. 15- CALDEIRA, A. M. F.; UGUCIONI, J. C.; MULATO, M. Red mercuric iodide crystals obtained by isothermal solution evaporation: Characterization for mammographic X-ray imaging detectors. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. v. 737, n. 11, p. 87-91, 2014. 16- WEN, X. M., XU, P., LUKINS, P. B., OHNO, N. Confocal two-photon spectroscopy of red mercuric iodide. Applied Physics Letters, v. 83, n. 3, p. 425– 427, 2003. 17- UGUCIONI, J. C., FERREIRA, M., FAJARDO, F., MULATO, M. Growth of mercuric iodide crystals. Brazilian Journal of Physics, v. 36 n. 2a, p. 274-277, 2006. 18- YANG, W., NIE, L., LI, D., WANG, Y., ZHOU, J., MA, L., SHI, W. Growth of oriented polycrystalline α-HgI2 films by ultrasonic-wave-assisted physical vapor deposition. Journal of Crystal Growth, v. 324, n. 1, p. 149–153, 2011.81 19- ALEXIEV, D., DYTLEWSKI, N., REINHARD, M. I., MO, L. Characterization of single-crystal mercuric iodide. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, v. 517, n. 1, p. 226–229, 2004. 20- OVERDICK, M., BAUMER, C., ENGEL, K. J., FINK, J., HERRMANN, C., KRUGER, H., ZEITLER, G. Status of Direct Conversion Detectors for Medical Imaging with X-Rays. IEEE Transactions on Nuclear Science, v. 56, n. 4, p. 1800–1809, 2009. 21- RAZI, F., ZINATLOO-AJABSHIR, S., SALAVATI-NIASARI, M. Preparation and characterization of HgI2 nanostructures via a new facile route. Materials Letters, v. 193, p. 9–12, 2017. 22- BARTHABURU, M. P., GALAIN, I.MOMBRÚ, M., AGUIAR, I., OLIVERA, A., PEREIRA, H. B., FORNARO, L. Synthesis and characterization of HgI2 nanoparticles for films nucleation. Journal of Crystal Growth, v. 457, p. 234–238, 2017. 23- SCHIEBER, M., HERMON, H., ZUCK, A., VILENSKY, A., MELEKHOV, L., SHATUNOVSKY, R., MEERSON, E., SAADO, Y., LUKACH, M., PINKHASY, E., READY, S.E., STREET, R. A. Thick films of X-ray polycrystalline mercuric iodide detectors. Journal of Crystal Growth, v. 225, n. 2, p. 118–123, 2001. 24- UGUCIONI, J. C. Iodeto de mercúrio (HgI2) para aplicações em detectores de radiação. 2005. Dissertação (Mestrado em Física Aplicada à Medicina e Biologia) - Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2005. 25- CONDELES, J. F., GHILARDINETTO, T., MULATO, M. Lead iodide films as X-ray sensors tested in the mammography energy region. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, v. 577, n. 3, p. 724–728, 2007 26- FORNARO, L., CUNA, A., NOGUERA, A., AGUIAR, I., PEREZ, M., MUSSIO, L., GANCHAROV, A. Low dark current (00l) mercuric iodide thick films for Xray direct and digital imagers. In IEEE Symposium Conference Record Nuclear Science. v. 7, p. 4560–4563, 2004. 27- Chen, K.T. et. Al. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 380, 53, 1999.82 28- CONDELES, J. F.; MULATO, M. Crystalline texture and mammography energy range detection studies of pyrolysed lead iodide films: Effects of solution concentration. Materials Chemistry and Physics. v. 166, p. 190-195, 2015. 29- HOSTETTLER, M., BIRKEDAL, H., & SCHWARZENBACH, D. Polymorphs and Structures of Mercuric Iodide. CHIMIA International Journal for Chemistry (Vol. 55), 2001. 30- JAMES, T. W., & MILSTEIN, F. Plastic deformation and dislocation structure of single crystal mercuric iodide. Journal of Materials Science, 18(11), 3249–3258, 1983. 31- POWELL, C. F.; OXLEY, J. H. and BLOCHER Jr, J. M. Vapor Deposition. New York: John Wiley and Sons, 1967 32- WESTWOOD, W. D. Sputter Deposition; AVS Education Committee book series, v. 2. New York: Education Committee, 2003. 33- MATTOX, D. M. Handbook of Physical Vapor Deposition (PVD) Processing: Film Formation, Adhesion, Surface Preparation and Contamination Control. New Jersey: Noyes Publications, 1998. 34- GENG, H. Semiconductor Manufacturing Handbook. New York: McGraw-Hill, 2004. 35- HELMERSSON, U.; LATTEMANN, M.; BOHLMARK, J.; EHIASARIAN, A. P.; GUDMUNDSSON, J. T. Ionized physical vapor deposition (IPVD): A review of technology and applications. Thin Solid Films, v. 513(1), p. 1–24, 2006. 36- UHLENBRUCK, S.; NEDELEC, R.; SEBOLD, D.; BUCHKREMER, H. P.; STOEVER, D.Electrode and Electrolyte Layers for Solid Oxide Fuel Cells Applied by Physical Vapor Deposition (PVD). ECS Transactions,v. 35(1), p. 2275-2282, 2011. 37- OH K., YUN M., KIM M., JANG K., NAM S. HgI2 Flat Panel Radiation Detectors for Medical Imaging Acquisition. In: Dössel O., Schlegel W.C. (eds) World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering. IFMBE Proceedings, vol 25/2, p. 590–593, 2009. 38- ZENTAI, G., PARTAIN, L. D., PAVLYUCHKOVA, R., PROANO, C., VIRSHUP, G. F., MELEKHOV, L., ZUCK, A., BREEN, B. N., DAGAN, O., VILENSKY, A., SCHIEBER, M., GILBOA, H., BENNET. P., SHAH, K. S., DMITRIYEV, Y. N., THOMAS, J. A., YAFFE, M. J., HUNTER, D. M. Mercuric83 iodide and lead iodide x-ray detectors for radiographic and fluoroscopic medical imaging. Physics of Medical Imaging, v. 5030, 2003. 39- CARLSSON, J.-O., &MARTIN, P. M. Chapter 7 - Chemical Vapor Deposition. In P. M. B. T.-H. of D. T. for F. and C. (Third E. Martin (Org.). Boston: William Andrew Publishing, p. 314-363, 2010. 40- LIFSHITZ, E., YASSEN, M., BYKOV, L., DAG, I., CHAIM, R. Continuous photoluminescence, time resolved photoluminescence and optically detected magnetic resonance measurements of PbI2 nanometer-sized particles, embedded in SiO2 films. Journal of Luminescence, v. 70(1), p. 421–434, 1996. 41- BHAGAT, S.D., KIM, Y., AHM, Y.Room temperature synthesis of water repellent silica coatings by the dip coat technique. Applied Surface Science, v. 253(4), p. 2217–2221, 2006. 42- CHENG, Z., SHI, B., GAO, B., PANG, M., WANG S., HAN, Y., LIN, J.Spin‐ Coating Preparation of Highly Ordered Photoluminescent Films of Layered PbI2‐ Aminoalkyloxysilane Perovskites. Eur. J. Inorg. Chem., p. 218-223, 2005 43- LIANG, K., MITZI, D.B., PRIKAS, M.T.Synthesis and Characterization of Organic−Inorganic Perovskite Thin Films Prepared Using a Versatile Two-Step Dipping Technique. Chemistry of Materials, v. 10(1), p. 403–411, 1998. 44- CONDELES, J.F., MARTINS T.M., DOS SANTOS, T.C., BRUNELLO, C.A., ROSOLEN, J. M. e MULATO, M. Jornal of Non-Crystalline Solids, v. 81, p. 338- 340, 2004. 45- HAO, J., STUDENIKIN, S. A., & COCIVERA, M. Transient photoconductivity properties of tungsten oxide thin films prepared by Spray. Journal of Applied Physics, v. 90(10), p. 5064–5069, 2001 46- THUN, R. E. Structure of Thin Films. In: Physiscs of Thin Films, Vol. 1, ed. G. Hass. San Diego: Academic, 1963. 47- CONDELES, J.F. Filmes finos de iodeto de chumbo (PbI2) produzidos por Spray. 2003. Dissertação (Mestrado em Física Aplicada à Medicina e Biologia) - Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2003. 48- C. S. BARRETT, T. B. MASSALSKI. Structure of Metals. 3rd revised edition. Pergamon Press Oxford, New York, Toronto, Sydney, Paris Frankfurt, 1981 49- WHISTON, C., & Prichard, F.E. X-ray methods. United States: John Wiley and Sons Inc, 1987.84 50- PAVIA, D. L., LAMPMAN, G. M., KRIZ, G. S., & VYVYAN, J. R. Introdução à espectroscopia. CENGAGE. 4 ed, 2010 51- HALLIDAY, R. W. Fundamentos de Física. Vol. 3. 9 ed. Editora LTC, 2009.por
dc.rightsAcesso Abertopor
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/-
dc.subjectDetectores.por
dc.subjectRaios-X.por
dc.subjectFilmes Finos.por
dc.subjectSemicondutores.por
dc.subjectDetectors.eng
dc.subjectX-Rays.eng
dc.subjectThin Films.eng
dc.subjectSemiconductors.eng
dc.subject.cnpqMateriaispor
dc.titleCrescimento de materiais semicondutores cristalinos de iodeto de mercúrio para aplicações como detectores de radiaçãopor
dc.typeDissertaçãopor
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação Interdisciplinar em Biociências Aplicadas

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
Dissert Thomaz A Oliveira.pdfDissert Thomaz A Oliveira4,08 MBAdobe PDFThumbnail
Visualizar/Abrir
Mostrar registro simples do item Visualizar estatísticas


Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons Creative Commons