Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-04-19T04:12:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2015 / Filmes finos de óxido de índio dopado com estanho - ITO (do inglês indium tin oxide), usados como película condutora transparente, têm vasta aplicação em dispositivos optoeletrônicos. Seu uso como eletrodo em soluções eletrolíticas deve ser limitado pelo fato do mesmo sofrer redução sob polarização catódica. Em trabalhos anteriores, a investigação desse processo redutivo mostrou uma forte influência da composição do eletrólito de suporte sobre a morfologia porosa do filme metálico resultante. Quando o crescimento da camada porosa é realizado por redução potenciodinâmica, pode-se aplicar o modelo de resistência de camada porosa LPRM-Modificado (do inglês Layer-Pore Resistance Model), que fornece parâmetros que descrevem a morfologia porosa do depósito.No presente trabalho o crescimento da camada porosa por redução potenciodinâmica foi acompanhado in-situ por espectroscopia de impedância eletroquímica, visando a extração de parâmetros físicos que corroborem e validem os resultados obtidos pelo modelo LPRM-modificado. A caracterização impedimétrica in-situ, em eletrólitos aquosos de NaCl e KCl, em diferentes concentrações, usou uma metodologia de medida especialmente desenvolvida para esse fim. Os espectros de impedância foram analisados por método gráfico que permite extrair valores de capacitância efetiva da interface, que prescindem de um modelo de circuito elétrico equivalente. Os valores de capacitância efetiva foram traduzidos em termos do aumento de área interna da interface porosa em função do volume de material reduzido.Os resultados mostram, para eletrólitos de KCl, um aumento de 10 a 70 vezes da área porosa, que se propaga lateralmente. Eletrólitos de NaCl, por outro lado, apresentam um comportamento mais corrosivo, abrindo canais porosos que penetram no filme de ITO (crescimento unidimensional) acarretando um aumento de área interna de 70 a 200 vezes. Tais resultados corroboram e complementam a descrição extraída do modelo LPRM-modificado, que mostra que a camada porosa crescida em eletrólito de NaCl oferece uma resistência três vezes maior à difusão eletrolítica que o eletrólito de KCl.<br> / Abstract : Thin films of tin doped indium oxide ? ITO, generally used as transparent conductive layer, are largely employed in optoelectronic devices. Its use as electrode in electrolytic solutions is limited by the fact that it undergoes reduction under cathodic polarization. Previous investigations of ITO reduction process had shown a strong influence of the supporting electrolyte composition over the porous morphology of the resulting metallic film. Whenever the porous layer is formed under potentiodynamic conditions, it is possible to apply a modified Layer-Pore Resistance Model to extract parameters that describe the porous morphology.In the present work the growth of the porous layer, by potentiodynamic reduction was tracked in-situ by electrochemical impedance spectroscopy, in order to extract physical parameters that corroborate and validate results from the modified LPRM model. The in-situ impedimetric characterization in aqueous NaCl and KCl electrolytes of different concentrations followed a methodology specially designed for this purpose. The impedance spectra were analyzed by a graphic method that yields figures of effective interface capacitance, without the need of an equivalent electric circuit model. The values of effective capacitance were expressed in terms of an increase of internal area of the porous interface as function of the volume of reduced material.Results show, for KCl electrolytes, a 10 to 70-fold increase of the porous area, which propagates laterally. NaCl electrolytes, on the other hand, present a more corrosive behavior, opening deep porous channels in the ITO film (unidimensional growth) that show a 70 to 200-fold increase of internal area. These results agree and complement the description that was extracted from the modified LPRM model, which showed that the porous layer grown in a NaCl bath presents a 3-fold higher resistance to electrolyte diffusion than the ones grown in a KCl bath of same molar concentration.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/160717 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Cavalcante, Robson Lourenço |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Sartorelli, Maria Luísa, Paula, Fernando Rogério de |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | 161 p.| il., grafs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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