Realizado em Tereseina/PI, de 11 a 13 de Setembro de 2019.
ISBN 978-85-85905-26-2
TÍTULO: Identificação do número de camadas atômicas de GaS por espectroscopia Raman
AUTORES: Araujo, F. (UFPI) ; Carvalho, T. (UFPI) ; Oliveira, C. (UFPI) ; Vieira, J. (UFPI) ; Ribeiro-soares, J. (UF DE LAVRAS) ; Alencar, R. (UFPA) ; Gadelha, A. (UFMG) ; Viana, B. (UFPI)
RESUMO: A dimensionalidade dos materiais tem papel importante no estudo de suas propriedades fundamentais. Dentre estes os metais de transição dicalcogenados (TMDs) tem despertado grande interesse. Neste trabalho realizou-se a caracterização do Sulfeto de Gálio (GaS) via espectroscopia Raman, com o intuito de determinar o numero de camadas atômicas do mesmo. Esses resultados fornecem informações fundamentais sobre estes materiais e suas possíveis aplicações tecnológicas.
PALAVRAS CHAVES: TMDs; GaS; espectroscopia Raman
INTRODUÇÃO: O estudo de matérias 2D, tem atraído o interesse de cientistas em todo o mundo devido as suas propriedades ópticas e eletrônicas, que possibilitam a produção de dispositivos para indústria eletrônica (LATE et al, p. 3549 – 3554, 2012; WANG et al, p. 1802687, 2018). Dentro deste contexto, o estudo dos materiais TMDs mais pesquisados, tais como MoSe2, MoSe2, WS2 e WSe2 e outros como GaS, GaSe e GaSTe que ainda, de acordo com pesquisas na literatura (BAHUGUNA et al, p. 28575-28582, 2018; SHI et al, p. 1-19, 2018), não foram totalmente explorados suas respectivas propriedades motivaram esta pesquisa.
MATERIAL E MÉTODOS: O material em estudo o Sulfeto de Gálio (GaS) da família dos monocalcogeneto de metais de transição, de poucas camadas e camada única foi comprado no site 2D-semiconductors, crescido pelo método de síntese CVD e transferido para o substrato perfurado de silício (Si/SiO2). Contêm buracos de ~ 2 µm de diâmetro. Obtendo-se assim amostras suspensas e suportadas. Nesse trabalho os espectros Raman obtidos foram em amostras suspensas, a fim de evitar os efeitos causados pelo substrato de Si/SiO2 como vêm sendo confirmado nos trabalhos de Vieira et al. e Yan et al. A espectroscopia Raman é uma técnica bastante utilizada para identificação do número de camadas atômicas e análises de propriedades térmicas de materiais em camadas inclusive dos TMDs. Os espectros aqui apresentados foram obtidos por meio do espectrômetro Raman, modelo Bruker SENTERRA, composto por dois módulos de operação: um módulo espectrômetro e um módulo microscópio. Foi usado o módulo microscópio, equipado com uma lente objetiva de 50X, para focalizar a amostra e o modo espectrômetro para obter o sinal backscattered. Os parâmetros utilizados foram: laser 532 nm, lente 50X, resolução espectral 3-5 cm-1, faixa espectral de 50-1150 cm-1, coadições de 10 e tempo de 10 segundos.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A figura 1 mostra os espectros Raman e a imagem optica para a amostra de GaS suspensa no substrato de SiO2. Na figura 1 (a) tem-se os espectros Raman para diferentes camadas na faixa espectral de 160-400 cm-1. Os picos em destaque estão localizados em 187, 294.9 e 358.9 cm-1 referentes aos modos A_1g^1, E_2g^1 e A_1g^2 respectivamente (LATE et al,p.22,2012), para 4 camadas (4L). Já para a monocamada (1L) o pico mais intenso está em 300,4 cm-1 referente ao modo E_2g^1. Nas figuras 1 (b) e (d) mostra a imagem optica onde as amostras se encontram suspensas nos buracos de ~ 2 µm, indicado pelos pontos coloridos. Da mesma forma, na figura 1 (c) mostra os espectros Raman para as monocamadas de GaS suspensa (CHEN et al,p. 415708, 2013), onde o modo mais intenso está em 300,4 cm-1 (azul) e 301,4 cm-1 (vermelho) referente ao modo E_2g^1.
figura 1
(a) espectro Raman do GaS como função do número de camadas atômicas. (b) imagem optica recortada a partir da lente objetiva de 50X
Figura 2
(c) espectro Raman de monocamadas de GaS suspenso. (d) imagem optica recordada a partir da lente objetiva de 50X.
CONCLUSÕES: A espectroscopia Raman mostrou-se uma técnica essencial para identificação rápida e não invasiva do número de camadas atômicas do GaS suspenso. Através do deslocamento da banda e da variação da intensidade dos modos é possível estimar a quantidade de camadas atômicas dos materiais. É importante também verificar se os resultados encontrados corroboram com os apresentados na literatura e com isso garantir a confiabilidade deles. Para informações mais precisas é necessário o uso de técnicas complementares, por exemplo, microscopia de força atômica, dentre outras.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 0BAHUGUNA, B. P.; SAINI, L. K.; Sharma, R. O.; TIWARI,B. Hybrid functional calculations of eletronic and thermoeletric properties of GaS, GaSe, and GaTe monolayers. Physical Chemistry Chemical Physics, nº 20, 28575-28582, 2018.
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