Estudo do efeito da radiação ionizante em monocamadas de nitreto de boro hexagonal (h-BN) e deposição e caracterização de filmes finos de dissulfeto de molibdênio (MoS2) e disseleneto de estanho (SnSe2) obtidos por esfoliação mecânica

Abstract

Este trabalho explora a caracterização estrutural e morfológica de materiais bidimensionais (2D), especificamente nitreto de boro hexagonal (h-BN), dissulfeto de molibdênio (MoS₂) e disseleneto de estanho (SnSe₂). A pesquisa foi desenvolvida focando em dois principais aspectos: investigar os efeitos da radiação gama em monocamadas de h-BN e desenvolver um método de esfoliação mecânica em grandes áreas para a deposição de filmes finos de MoS₂ e SnSe₂ a partir dos seus respectivos cristais. Para o h-BN, monocamadas foram crescidas em diferentes substratos usando deposição química em fase vapor (CVD, do inglês Chemical Vapor Deposition) e posteriormente submetidas a diferentes doses de radiação gama. As mudanças estruturais e morfológicas induzidas pela radiação foram estudadas usando espectroscopia Raman e microscopia de força atômica (AFM, do inglês Atomic Force Microscopy). Dos resultados Raman, foi possível observar o aparecimento de uma banda que foi relacionada com o aparecimento de defeitos nas estruturas da monocamadas de h-BN. Dos resultados de AFM, foi possível observar que pela resolução da técnica disponível não houveram mudanças significativas nas superfícies das monocamadas estudadas. A segunda parte da pesquisa envolve a deposição de filmes finos de MoS₂ e SnSe₂ por meio de uma técnica de esfoliação mecânica desenvolvida em nosso laboratório. Os filmes esfoliados foram caracterizados usando espectroscopia Raman, AFM e difração de raios-X (DRX). Dos resultados Raman, foi possível obter filmes finos com 4 e 6 camadas atômicas para os filmes finos de MoS2 e não foi possível estimar número de camadas para os filmes finos de SnSe2 devido a existência de contaminantes. Dos resultados de DRX foi possível observar a orientação de planos cristalinos quando os materiais estudados foram depositados na forma de filme finos. Além disso, as medidas de AFM mostraram que com mais esfoliações se obtém superfícies mais uniformes dos filmes finos. Os resultados demonstram a viabilidade deste método para produzir materiais 2D com espessura controlada, abrindo caminho para seu uso em aplicações eletrônicas e optoeletrônicas avançadas. Finalmente, este trabalho contribui para a compreensão dos materiais 2D, sua interação com a radiação ionizante e o aprimoramento de métodos não convencionais e de baixo custo para deposição de filmes finos, os quais são críticos para avanços tecnológicos futuros.