ResumoEste trabalho mostra o avanço de pesquisas realizadas em cerâmicas eletrônicas à base de SnO 2 e TiO 2 . A adição de diferentes dopantes, bem como a realização de tratamentos térmicos em atmosfera oxidante e redutora, influenciam na densificação, tamanho médio de grãos e nas propriedades elétricas da cerâmica varistora à base de SnO 2 . Resultados obtidos por medidas de espectroscopia de impedância mostram as variações de altura e largura da barreira de potencial em função da atmosfera de tratamento térmico. Altos valores de coeficiente de não-linearidade foram obtidos para os sistemas à base de SnO 2 , característicos de varistores de alta tensão tal como os varistores comerciais de ZnO. Neste trabalho, também serão apresentados estudos de cerâmicas policristalinas à base de TiO 2 e (Sn,Ti)O 2 , as quais apresentam resposta elétrica I-V não linear típica de sistemas varistores de baixa tensão. Todos estes sistemas são potencialmente promissores à aplicação como varistor.Palavras-chave: varistores, SnO 2 , TiO 2 , sistemas não lineares, barreira de Schottky.
Abstract
INTRODUÇÃONos últimos anos, o estudo de materiais cerâmicos vem evoluindo muito rapidamente, principalmente nas pesquisas relacionadas com cerâmicas avançadas. As diversas aplicações envolvendo estes materiais justificam cada vez mais a necessidade de uma melhor compreensão dos mecanismos responsáveis pelos fenômenos de interface, que são os principais responsáveis pelas propriedades destas cerâmicas na maioria das aplicações. Alguns exemplos destas aplicações são: em células solares, catalisadores, termistores, capacitores, sistemas de proteção contra surtos de energia (varistores) e sistemas sensores à gases (tóxicos, poluentes, combustíveis e de umidade). Alguns dos óxidos utilizados são o ZnO, o SnO 2 e o TiO 2 .O óxido de zinco possui uma grande importância na indústria eletrônica assim como nos estudos dos fenômenos de interface, tendo sido um dos primeiros sistemas cerâmicos policristalinos dopados com óxidos de metais de transição, desenvolvido para aplicação em sistemas de proteção de alta e baixa voltagem. Este sistema é conhecido como sistema multicomponente sendo, até o momento, o mais comercializado. Outros sistemas varistores que são apresentados na literatura, são os sistemas à base de SrTiO 3 [2], TiO 2 [3][4][5][6][7] e mais recentemente varistores à base de WO 3 [8]. O coeficiente de não linearidade (α) destes sistemas são muito baixos (2 ≤ α ≤ 12), quando comparados com os dos varistores à base de ZnO.O SnO 2 é particularmente interessante em aplicações como sensor devido aos seus elevados valores de área superficial (mesmo após sinterização), o que permite uma elevada sensibilidade à adsorção de gases, os quais podem ser obtidos em temperaturas de operações relativamente baixas [9][10]. Foi proposta a adição de dopantes ao SnO 2 com a finalidade de aumentar a concentração de defeitos intrínsecos ao dióxido de estanho, como vacâncias de oxigênio, provocando um aumento no coeficiente de difusão dos íons, promovendo assim, a ...
