Orientador: Annete Gorenstein

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: Em dispositivos eletroquímicos como microbaterias ou dispositivos eletrocrômicos o catodo está presente na forma de filme fino. Com o objetivo de otimizar a performance de tais dispositivos, a pesquisa cientifica e tecnológica tem sido orientada na busca de novos materiais para o catodo....

Resumo: Em dispositivos eletroquímicos como microbaterias ou dispositivos eletrocrômicos o catodo está presente na forma de filme fino. Com o objetivo de otimizar a performance de tais dispositivos, a pesquisa cientifica e tecnológica tem sido orientada na busca de novos materiais para o catodo. Este trabalho, contudo, propõe-se estudar a influencia da morfologia e da microestrutura do catodo no comportamento eletroquímico das microbaterias. O material escolhido foi o WO3. As amostras foram depositadas por sputtering reativo, e diversos parâmetros de deposição foram variados. Explorou-se a variação da potência durante a deposição e, trabalhou-se com o substrato inclinado, em modo estacionário ou rodante. Utilizaram-se diversas técnicas de caracterização. A técnica de Microscopia de Força Atômica (AFM) foi utilizada para analise de área da superfície, rugosidade, e tamanho de grão. A técnica de microscopia eletrônica MEV-FEG foi utilizada na analise da seção transversal dos filmes. O estudo eletroquímico por cronopotenciometria cíclica com limite de potencial permitiu a obtenção da capacidade de carga/descarga durante diversos ciclos. Foram obtidas amostras com e sem estrutura colunar; além disto, morfologias tipo hélice ou pilares foram conseguidas com rotação do substrato. A capacidade de carga depende fortemente do tipo de morfologia. Os melhores resultados foram obtidos com alta potência, para todas as estruturas

Abstract: In electrochemical devices like microbatteries or electrochromic devices, the cathode is present in thin film form. In order to optimize the performance of these devices, the scientific and technological research has been oriented in the search of new cathode materials. The aim of this...

Abstract: In electrochemical devices like microbatteries or electrochromic devices, the cathode is present in thin film form. In order to optimize the performance of these devices, the scientific and technological research has been oriented in the search of new cathode materials. The aim of this work, however, is to study the influence of the cathode morphology and microstructure on the electrochemical behavior of microbatteries. WO3 was chosen as the thin film compound. The samples were deposited by reactive sputtering, and several deposition parameters were varied. The power during deposition was fixed in different values, and the samples were deposited with inclined substrates either stationary or rotating. Atomic Force Microscopy was used in order to obtain the surface area, roughness and grain size. Scanning electron microscopy was used in the analysis of the cross sections. The electrochemical study using chronopotentiometry with potential limits allowed the obtention of the charge/discharge capacity during several cycles. Depending on the deposition conditions, samples with or without columnar structures were obtained; also, helicoidal or pillar morphologies were attained with the rotation of the substrate. The charge capacity is strongly dependent on the morphology. The best results were obtained with high power, for all structures