Otimização do contato entre partículas em filmes de Ta3N5 depositados por eletroforese

Abstract

A deposição eletroforética (EPD) oferece controle preciso sobre as características de um filme, sendo fundamental para diversas aplicações foto(eletro)químicas. Entretanto, os filmes depositados por EPD são compostos por partículas que apresentam fracas interações tanto entre si quanto com o substrato, o que impede o transporte de carga através das partículas até o substrato condutor durante a aplicação do filme. Para suprimir isso, este trabalho propõe a deposição de um metal de baixo ponto de fusão no pó e no substrato com a expectativa de que, após o aquecimento, a interconexão das partículas seja melhorada. A metodologia envolve a deposição por sputtering de Bi no substrato de FTO e no pó de Ta3N5 seguida de uma deposição eletroforética de Ta3N5 nos substratos modificados de FTO. O projeto visa investigar sistematicamente o impacto dos parâmetros de deposição nas modificações físico-químicas dos filmes para obter um fotoeletrodo otimizado. Dentre os objetivos, estão as modificações das características do filme pela variação dos parâmetros de deposição com o intuito de melhorar a interação entre partículas e a eficiência no transporte de cargas. A caracterização dos filmes depositados ajudará a elucidar as mudanças nas propriedades estruturais e ópticas obtidas.

Electrophoretic Deposition (EPD) provides precise control over the characteristics of a film, being crucial for various photo(electro)chemical applications. However, films deposited by EPD are composed of particles that exhibit weak interactions both among themselves and with the substrate, hindering the transport of charge through the particles to the conductive substrate during film application. To address this issue, this work proposes the deposition of a low-melting-point metal on both the powder and the substrate, with the expectation that, upon heating, the interconnection of particles will be enhanced. The methodology involves sputter deposition of Bi on the FTO substrate and Ta3N5 powder, followed by electrophoretic deposition of Ta3N5 on the modified FTO substrates. The project aims to systematically investigate the impact of deposition parameters on the physicochemical modifications of the films to achieve an optimized photoelectrode. Among the objectives are modifications to the film characteristics by varying deposition parameters with the intention of improving particle interaction and charge transport efficiency. Characterizing the deposited films will help elucidate changes in structural and optical properties obtained.