Influence of Cu3+ on the structure of Bi0.5Na0.5TiO3 - BaTiO3 in the form of thin films produced by the sol - gel method

Concern for the environment has gradually increased in recent years. As a result, some materials considered aggressive to the environment have lost space, leading the industry to look for new materials. Lead compounds are commonly used as piezoelectric materials. These are applied in various technological areas, such as electronics, where they function as an active element in sensors, transducers, and generators. The bismuth sodium titanate compound Bi0.5Na0.5TiO3BaTiO3 (BNT-BT) is considered one of the most favorable substitution materials. This statement is based on its ferroelectricity, piezoelectricity and relatively high Curie temperature. This work aims to verify the influence of the chemical element copper (Cu) on the structure of BNT-BT films deposited on Pt / Ti / SiO2 / Si substrate for possible industrial applications, such as nanogenerators and energy storage devices. BNT-BT-Cu precursor solutions were prepared by the sol-gel method, obtaining good homogeneity and viscosity at room temperature. The deposition method of the precursor solutions was spin coating, due to its low cost and good homogeneity of the films in short time and low sintering temperature. The films were characterized by x - ray diffraction technique, scanning electron microscopy and Raman spectroscopy.A preocupação com o meio ambiente tem aumentado gradativamente nos últimos anos. Com isso alguns materiais considerados agressivos ao meio ambiente têm perdido espaço, levando a indústria a buscar novos materiais. Os compostos à base de chumbo são utilizados normalmente como materiais piezoeléctricos. Estes são aplicados em várias áreas tecnológicas, como na eletrônica, onde funcionam como elemento ativo em sensores, transdutores e geradores. O composto titanato de sódio bismuto Bi0.5Na0.5TiO3-BaTiO3 (BNT-BT), é considerado um dos materiais mais favoráveis a substituição. Esta afirmação tem como base sua ferroeletricidade, piezeletricidade e temperatura Curie relativamente alta. Este trabalho tem como objetivo verificar a influência do elemento químico cobre Cu3+ no composto de BNT-BT na forma de filme fino, depositados pelo método de sol-gel sobre substrato de Pt/Ti/SiO2/Si para possíveis aplicações de uso industrial, como nanogeradores e dispositivos de armazenamento de energia. As soluções precursoras de BNT-BT-Cu foram preparadas pelo método sol-gel, obtendo uma boa homogeneidade e viscosidade, em temperatura ambiente. O método de deposição das soluções precursoras foi o spin coating, devido a seu baixo custo e boa homogeneidade dos filmes em tempo curto e baixa temperatura de sinterização. Os filmes foram caracterizados pela técnica de difração de raios – x, microscopia eletrônica de varredura, microscopia de força atômica e espectroscopia Raman.1Nã