62ª Reunião Anual da SBPC
B. Engenharias - 1. Engenharia - 8. Engenharia Elétrica
Utilização da Turfa na Fabricação de Dispositivos Eletrônicos Orgânicos
Gustavo Luiz Sandri 1
Artemis Marti Ceschin 1
1. Universidade de Brasilia (UnB)
INTRODUÇÃO:

A área de eletrônica orgânica vem sendo alvo de muitas pesquisas recentemente. Algumas vantagens de se usar tais materiais orgânicos no lugar dos materiais inorgânicos (silício, arseneto de gálio, germânio, etc) para a fabricação de dispositivos eletrônicos são: alta maleabilidade, baixo custo, fácil aquisição, possibilidade de grande área, fácil manipulação, grande variedade de materiais, etc.
Atualmente no Brasil e no exterior, contudo, os estudos realizados com a TURFA destinam-se às indústrias metalúrgicas, químicas, eletrotérmicas, cerâmicas e outras, sem qualquer menção ao seu uso como material na indústria eletrônica.
Há um interesse especial nas substâncias húmicas (SH) que podem ser obtidas a partir da Turfa. Estas se formam durante o processo de decomposição de resíduos vegetais e animais presentes no ambiente. Elas apresentam-se como moléculas poli-difusas com elevada massa molar e de natureza heterogênea e por isso pouco se sabe sobre sua natureza química.
Esse trabalho tem por objetivo caracterizar eletricamente por meio de curvas IxV dispositivos orgânicos confeccionados a partir de turfa.

METODOLOGIA:
O pó de turfa foi obtido de uma amostra de 200g de turfa in natura mantida em um forno por 4 horas para secar. Depois, as amostras de turfa foram finamente moídas em um moinho de bola até obter-se um pó muito fino, com grãos menores do que 20 µm. Fez-se então a extração das SH utilizando-se solução de KOH 0,5 mol/l, por 4 horas à temperatura ambiente, sob agitação mecânica com razão turfa extrator de 1:20. Após, a solução foi centrifugada em 10000 rpm e a parte liquida foi utilizada para construção de filmes finos, depositado por spin coater ou por casting, sobre substrato flexível de poliéster. Foram confeccionados filmes ainda misturando-se a turfa com diferentes proporções de Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS).
Os filmes foram então caracterizados em Microscópio de Força Atômica (AFM). A caracterização elétrica dos dispositivos citados acima foi feita por meio de um sistema de medidas programável Keitley 2400. As medidas são feitas posicionando-se as agulhas da mesa medidora sobre os contatos de interesse. A polarização aplicada pode ser direta ou reversa dependendo da medida que se quer realizar. A aquisição dos dados obtidos são recolhidos por softwares desenvolvidos em Labview.
RESULTADOS:
A curva IxV característica dos filmes possui um formato semelhante ao de uma curva cúbica e apresenta uma histerese característica marcante. Elas apresentam uma região de resistência diferencial negativa (NDR) para polarização direta próxima de 1,5V e NDR próxima de -1,8V para polarização reversa, onde a tensão variava de -3,3V a 3,3V. Ao observar-se a histerese apenas para tensão positiva (0 - 5V) ou negativa (-5 - 0V) verificou-se que as regiões de NDR aconteciam somente no primeiro ciclo.
CONCLUSÃO:
O comportamento da turfa sugere que este, ao aplicar-se uma tensão, vai gradativamente saturando-se de portadores e, ao atingir o ponto de saturação, dificulta a passagem de corrente, surgindo assim regiões com NDR. Ao aplicar-se uma polarização apenas com tensão positiva ou negativa, o material após o primeiro ciclo ainda matem-se saturado de portadores, o que justifica a ausência das regiões de NDR.
Durante os experimentos verificamos ainda que o material apresenta-se hidrofílico, o que sugere um possível uso como sensor de umidade.
Instituição de Fomento: CNPQ (Bolsa de Iniciãção Científica)
Palavras-chave: Turfa, Caracteriza Elétrica IxV, Substâncias Húmicas.