O uso do óxido de gálio (Ga2O3) na fabricação de sensor de gás

Abstract

Este projeto estuda filmes finos de óxido de gálio (Ga2O3) para verificar se é possível fabricar um detector de gás a partir desse material. Pretendia-se descobrir quais gases são melhor detectados e qual é a melhor temperatura para detecção. Medidas de antimoneto de gálio (GaSb) oxidado também foram realizadas para verificar se este material serve como um detector de gás, visto que ele apresenta óxido de gálio na superfície do material. Os filmes foram preparados previamente e apresentam diferentes características, como espessura, composição e estrutura cristalina distintas. Alguns dos filmes foram modificados por recozimento e irradiação iônica. Também foi realizada uma avaliação da estabilidade dos filmes quando submetidos a tratamento térmico para verificar se ocorreu mudanças na estrutura e composição dos filmes devido à exposição das amostras a temperaturas elevadas. Para isso, os filmes foram analisados por Espectrometria de Retroespalhamento Rutherford (RBS) e Difração de Raios-X com Incidência Rasante (GIXRD) para verificar se ocorreu degradação do material ou alteração na sua estrutura. Por fim, todos os resultados foram descritos a fim de conceber um processo adequado de fabricação de um detector de gás usando Ga2O3.

This project studies thin films of gallium oxide (Ga2O3) to verify if it is possible to manufacture a gas detector from this material. It was intended to find out which gases are best detected and what is the best temperature for detection. Measurements of oxidized gallium antimonide (GaSb) were also performed to verify if this material serves as a gas detector, as it presents gallium oxide on the surface of the material. The films were prepared in advance and have different characteristics, such as different thickness, composition and crystalline structure. Some of the films were modified by annealing and ion irradiation. An evaluation of the stability of the films when submitted to heat treatment was also carried out to verify if there were changes in the structure and composition of the films due to the exposure of the samples to high temperatures. For this, the films were analyzed by Rutherford Backscatter Spectrometry (RBS) and Grazing Incidence X-Ray Diffraction (GIXRD) to verify if there was any degradation of the material or alteration in its structure. Finally, all results were described in order to design a suitable process for manufacturing a gas detector using Ga2O3.