Universidade Estadual de Campinas Instituto de Qu´ımica ...

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fi e χ em função de um parâmetro externo podem também ser exploradas como possibili- dades para controlar a função trabalho, conduzindo assim para um novo conceito, isto é, a modulação da função trabalho. Esta por sua vez, pode ser estabelecida pela modulação dos parâmetros químicos e eletroquímicos dos íons (os dois primeiros termos da Equação 12) ou pela energia de superfície (o último termo da Equação 12). Para a modulação através dos parâmetros químicos e eletroquímicos, é essencial que as espécies a serem medidas penetrem o interior do material, enquanto para a modulação superficial apenas a superfície do sensor deve ser alcançada. Desta forma, como as funções trabalho podem ser medidas facilmente a partir da estrutura de um MOSFET, pratica- mente todos os sensores baseados no conceito da modulação da função trabalho são do tipo FET 28,29 . Um dos primeiros grupos a explorar esta possibilidade foi o grupo de Lundström 30 , o qual construiu um FET sensível a hidrogênio molecular. O dispositivo na verdade era um MOSFET com o eletrodo de porta sendo uma fina de camada de paládio (Pd). A escolha deste foi devido as propriedades catalíticas do metal. Lundström e colaboradores mostraram que a quantidade de hidrogênio que é adsorvido e que difunde-se para dentro do Pd é muito baixa para influenciar a função trabalho, porém, de outra maneira, os átomos adsorvidos na interface Pd/SiO2, formam um dipolo que influencia a parte da energia superficial qχ (eletroafinidade) da função trabalho. A magnitude desta modulação depende portanto, do número de sítios de adsorção disponíveis por unidade de área na interface Pd/SiO2. 28
1.3 Propriedades Elétricas: A Função Trabalho nos FETs A modulação da função trabalho na porta de um FET pode ser compreendida de forma mais simplificada através de uma estrutura MOS (Metal-Óxido-Semicondutor) como a mostrada na Figura 1.7(a) abaixo 23 . Figura 1.7: Estrutura física de um MOS (a) e o seu respectivo diagrama de bandas de energia para um modelo ideal (b) O diagrama de energia para o respectivo MOS formado por um semicondutor tipo p sem tensão aplicada no metal (V = 0 V) é mostrado na Figura 1.7(b). Nesta, ΦM representa a função trabalho para o metal e ΦS para o semicondutor. Esta mostra também o parâmetro de eletroafinidade (qχ), o qual é a diferença entre a banda de condução e o nível de vácuo no semicondutor, e qψB que representa a diferença de energia entre o nível de Fermi e o nível de Fermi intrínseco (Ei). Assim sem polarizar o dispositivo, ou seja, com V = 0 V a diferença de energia entre a função trabalho do metal e a do semicondutor é zero (ΦMS = 29
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Referências Bibliográficas [1] B.
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[92] A. Poghossian, M. H. Abouzar,
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