Orientador: Ivan Emilio Chambouleyron / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-23T10:28:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mulato_Marcelo_D.pdf: 4181892 bytes, checksum: 65350b82e33009c7980b9abd8c137f68 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Neste trabalho apresentamos um estudo da cristalização de semicondutores amorfos utilizando pulsos de curta duração (da ordem de 5-7 ns) do segundo harmônico (l = 532 nm) de um laser de Nd:Yag. O principal material estudado foi o germânio amorfo (a-Ge), sendo que também se desenvolveu estudo comparativo com o material hidrogenado (a-Ge:H), e suas ligas com silício (a-SiGe) e nitrogênio (a-GeN). Através de medidas de reflexão resolvida no tempo determinou-se as dosagens de radiação para transição para o estado líquido e também para danificação da superfície do a-Ge, sendo estes 36 mJ/cm2 e 66 mJ/cm2, respectivamente. Análises de espectroscopia Raman indicam que o material final possui uma distribuição de tamanhos de cristais entre 5 e 20 nm dependendo da intensidade do laser incidente, sendo esse efeito sobre os espectros mais importante do que possíveis tensões internas. O tamanho relativamente pequeno dos cristais obtidos não parece ser função do comprimento de onda do laser utilizado, e nem da temperatura do substrato (entre ambiente e 350ºC). Mostra-se que a rápida evolução dos átomos de hidrogênio após a transição do material para o estado líquido ocasiona uma disrupção da superfície da amostra com formação de uma membrana cristalina auto-sustentada, a qual possui espessura de 110 nm. No caso das ligas a-SiGe não se observa efeito de segregação após a cristalização. Nas ligas a-GeN não se detectou a presença de nitrogênio, de modo que este último parece desligar-se da matriz de germânio. Provamos que é possível a cristalização seletiva de a-Ge, com a obtenção de estruturas periódicas (linhas e pontos) com períodos micrométricos, através da interferência de dois e três feixes de Nd:Yag na superfície da amostra. As estruturas possuem uma rugosidade superficial de até 50 nm e os pequenos cristais parecem estar fracamente ligados. Isso é comprovado com o uso de plasma-etching, o qual remove preferencialmente as regiões cristalinas. O uso de tratamento térmico pode fazer com que os pontos cristalinos cresçam em tamanho até a coalescência, produzindo-se grandes áreas cristalinas a temperaturas inferiores a 450 ºC / Abstract: We have investigated the laser induced crystallization of amorphous semiconductors using short-pulses (5-7 ns wide) from the second harmonic (l = 532 nm) of a Nd:Yag laser source. The main studied material was the amorphous germanium (a-Ge), while some alloys like its hydrogenated counterpart (a-Ge:H), silicon-germanium (a-SiGe) and germanium nitride (a-GeN) were also used for comparisons. We have used time resolved reflection measurements to determine the thresholds for melting (36 m.J/cm2) and for damaging of the surface of the sample (66 m.J/cm2). Analysis of Raman scattering experiments show that the grain size distribution (between 5 and 20 nm) in polycrystalline material varies with the laser intensity .The effect of the grain size distribution on the Raman spectrum is more important than stress effects. The relative small size of the final grains is neither a function of the incoming laser wavelength nor of the substrate temperature (from room temperature up to 350 ºC). The fast hydrogen effusion during laser processing of a-Ge:H leads to a disruption of the top surface layer, leading to the formation of a self-suported 110-nm thick crystalline membrane. No segregation effects were observed after laser crystallization of a-SiGe, while it seems that no nitrogen remains bonded in the germanium matrix after the crystallization of a-GeN. We prove that it is possible to selectively crystallize a-Ge to obtain periodic arrays of micrometer-sized stripes and dots, by using the interference of two and three laser beams on the surface of the sample, respectively. The dots-array structure shows an increased surface roughness of about 50-nm, and the small crystallites seem to be weakly bonded or connected. This is corroborated by the use of plasma-etching, which removes preferentially the crystallized structures. We demonstrate that the original dots-array can be used as seeds for solid-phase growth of large crystalline areas upon thermal annealing bellow 450 ºC .The dots growth until complete coalescence, thus providing a way to crystallize large areas at low temperatures / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Ivan Emilio Chambouleyron / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-27T16:59:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reis_FrancoiseToledo_D.pdf: 928680 bytes, checksum: cd338da315f0b09e3466dba9394456d5 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Nesta tese apresentamos um estudo da dependência da fotocondutividade, I P C, com a temperatura, T, em filmes finos de a-Ge:H intrínsecos e dopados tipo p, com gálio e tipo n, com arsênio, crescidas por rf-sputtering no Laboratório de Pesquisas Fotovoltáicas do IFGW/Unicamp. Foram realizados quatro tipos de medidas nas amostras: (i) I P C em função da frequência de iluminação, para diferentes temperaturas, (ii) I P C em função da energia do fóton, para diferentes T, (iii) I P C em função de T, para energia de fóton fixa, e (iv) I P C em função da intensidade de iluminação, para diferentes T. A partir das medidas de fotocondutividade espectral observamos a diminuição da energia de Urbach, Eo, com a diminuição de T em uma amostra de a-Ge:H intrínseca, consistentemente com resultados de medidas de EXAFS (Extended X-Ray Absorption Fine Structure), evidenciando a presença de duas contribuições para Eo, a primeira da desordem estática, ou topológica do material e a segunda da desordem térmica, que se acentua com o aumento de T. Em medidas de IPC em função de T, observamos a presença de 3 regiões distintas: (I) para T < 40K, em todas as séries de amostras analisadas IPC é muito pouco ativada com T, com energias de ativação menores do que 1.5 meV, o que é compatível com um mecanismo de transporte por hopping entre estados localizados das caudas de banda próximos em distância (NNH, nearest-neighbour hopping); (II) para 150K < T < 260K, todas as amostras analisadas apresentam um comportamento ativado de IPC com T, com energias de ativação entre 102 - 167 meV, compatíveis tanto com um mecanismo de transporte do tipo hopping entre estados localizados das caudas de banda menos profundos dentro do pseudo-gap do material, como com transporte por estados estendidos próximos das bordas das bandas; e (III) para T > 260K, observamos a presença de thermal quenching, TQ, da fotocondutividade na amostra intrínseca, em todas as amostras da série dopada com As e nas amostras mais levemente dopadas com Ga. Nas demais amostras da série de Ga, o TQ é bem menos evidente, com a presença de ombros, ou platôs, em lugar de uma queda da fotocondutividade com o aumento de T. Tanto a posição da temperatura de início de TQ, como sua intensidade variam com a dopagem. Em medidas de IPC em função do fluxo de fótons, para diferentes T, observamos um comportamento do tipo I P C a Fg. Em todas as amostras observamos a presença de um gmín correspondente a um Tmín, cujos valores variam com a dopagem. De modo geral, gmín e Tmín são máximos em amostras compensadas e decrescem à medida em que a energia de Fermi se desloca desde o meio do pseudo-gap em direção às bordas das bandas de valência (dopagem tipo p) e de condução (dopagem tipo n). Em nossa explicação fenomenológica, consideramos que gmín e Tmín são a consequência de uma competição entre uma mobilidade de deriva (drift) de portadores ativada termicamente, e as variações na densidade de centros de recombinação resultantes da dopagem e da mudança de temperatura / Abstract: In this thesis we present a study of the dependence of the photoconductivity, I P C, with temperature, T, in intrinsic and Ga- (p-type) and As- (n-type) doped a-Ge:H thin films, deposited by the rf-sputtering technique in the Photovoltaics Research Laboratory of the IFGW/Unicamp. Four types of measurements were realized on samples: (i) I P C as a function of the illumination frequency, for different temperatures, (ii) I P C as a function of the photon energy, for different T, (iii) I P C as a function of T, for fixed photon energy, and (iv) I P C as a funtion of the illumination intensity, for different T. From the spectral response of the intrinsic a-Ge:H sample, we observed a decrease of the Urbach energy, Eo, with the decrease of T, consistently with results on EXAFS (Extended X-Ray Absorption Fine Structure) measurements, which emphasize the presence of two major contributions to Eo, one from the static, or topological disorder, and the other from the thermal disorder, which is enhanced with increasing T. From the measurements of IPC as a function of T, we noticed the presence of 3 distinct regions: (I) for T < 40K, in all the analyzed samples IPC is poorly activated with T, with activation energies less than 1.5 meV, which is compatible with a transport mechanism by hopping between nearest neighbours band tail localized states (NNH, nearest-neighbour hopping); (II) for 150K < T < 260K, all the samples present an activated behavior of IPC with T, with activation energies between 102 - 167 meV, consistently with either a transport mechanism by hopping between shallow band tail localized states, or a transport by extended states close to the band edges; and (III) for T > 260K, we observed the presence of thermal quenching, TQ, of the photoconductivity in the intrinsic sample, in all the As-doped a-Ge:H samples and in the most lightly Ga-doped a-Ge:H samples. In the remaining Ga-doped samples, TQ is less evident, instead we noticed the presence of a shoulder, or plateau. Both the TQ onset temperature and its intensity vary with doping. In measurements of I P C as a function of the photon flux, for different T, we observed an I P C a Fg behavior. In all samples a gmín corresponding to a Tmín was measured. Both gmín e Tmín values vary with doping. Generally, gmín e Tmín are maxima in compensated samples and decrease as the Fermi energy is shifted from midgap either to the valence (p-type doping) or conduction (n-type doping) band edges. In our phenomenological explanation, we consider gmín e Tmín as a consequence of the competition between the carriers thermally activated drift mobility, and the variations in the density of recombination centers, due to doping and temperature changes / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Franscisco das Chagas Marques / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-01T15:18:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LimaJunior_MauricioMoraisde_D.pdf: 3032491 bytes, checksum: 95aad109035608772248fea15335d2af (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Nesse trabalho de tese, apresentamos, pela primeira vez, medidas de ressonância de spin eletrônico induzida por luz (light-induced electron spin resonance, LESR) em a-Ge:H. O sinal obtido foi atribuído à presença de dois diferentes centros associados a: 1) elétrons armadilhados na cauda da banda de condução e 2) buracos armadilhados na cauda da banda de valência. Realizamos, também um estudo da cinética de recombinação desses portadores através da dependência temporal do sinal de LESR. Verificamos que a recombinação ocorre por meio de pares distantes (não geminada) e que o mecanismo é muito similar ao encontrado para a-Si:H. Além disso, estudamos os espectros de ESR e LESR para m c-Si:H. Uma interpretação alternativa para os sinais previamente observados foi proposta. A medida de ESR no escuro foi simulada utilizando um espectro de padrão de pó para um único centro com simetria axial. Os valores dos parâmetros utilizados que melhor simulam a curva experimental são g// = 2.0096 e g^ = 2.0031, com uma forma de linha gaussiana de 3 G. Foi sugerido que esse centro, originalmente atribuído a ligações pendentes de silício, esteja na verdade relacionado com defeitos na fase cristalina do material. Para o sinal de LESR, que vem sendo atribuído exclusivamente a elétrons (ou na banda de condução ou presos em caudas de condução), foi encontrado que está possivelmente composto de dois diferentes centros; relacionados com elétrons e buracos presos em caudas de condução e de valência, respectivamente. Finalmente, estudamos uma série de amostras de a-Si:H, preparadas por rf-co-sputtering, dopadas com boro. A variação nos valores da energia de ativação e da condutividade à temperatura obtida é similar à conseguida por outras técnicas de preparação. Entretanto, por apresentar uma grande quantidade de ligações pendentes, nosso material necessita de uma incorporação muito superior de boro, a fim de que se obtenha um deslocamento apreciável no nível de Fermi. Por causa disso, a produção de ligações pendentes, devido à dopagem em nossas amostras, não segue o mesmo comportamento que ocorre em filmes de a-Si:H preparados por PECVD. Em vez de estarem associadas à incorporação de impurezas carregadas, as ligações pendentes são criadas, no nosso caso, pela desordem gerada pela introdução de grandes quantidades de boro nas amostras, através de um mecanismo de conversão espontânea de ligações fracas em ligações pendentes / Abstract: In this thesis, we present for the first time light-induced electron spin resonance, LESR, measurements in a-Ge:H. The signal consists of two different centers: 1) assigned to electrons trapped in conduction band tails; and 2) holes trapped in valence band tails. We also have performed a recombination kinetics study based on the LESR time response. We have found that the process is mainly due to distant-pair recombination in a way very similar to that one reported for a-Si:H. ESR and LESR measurements were also performed in mc-Si:H. An alternative interpretation for the resultant spectra was given. The signal, which appears in the dark, was reproduced using a powder pattern simulation of a single center with axial symmetry. The values found to the g tensor are g// = 2.0096 e g^ = 2.0031. This center seems to be related with defects in the crystal phase instead of dangling bonds (as suggested before). The LESR signal, on the other hand, is explained by a sum of two different centers: 1) related with electrons in conduction band tails; and 2) related with holes in valence band tails. Finally, a series of boron doped hydrogenated amorphous silicon, a-Si:H(B), prepared by rf-co-sputtering, was investigated. The variation obtained in the activation energy and room temperature conductivity was about the same reported for samples prepared by other techniques. However, since our sample has a much higher amount of dangling bonds, we need to incorporate a much higher amount of boron, in order to shift the Fermi level noticeable. As a consequence, the production of dangling bonds due to doping does not follow the same trend of PECVD samples. In our case, it is related with the disorder produced by the introduction of the large amount of boron in the network in instead of been related with the incorporation of charged impurities / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Ivan Chambouleyron / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-24T17:31:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CampomanesSantana_RicardoRobinson_D.pdf: 2726830 bytes, checksum: 62a7b61b535508ccdba8a0dcaab28e19 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Neste trabalho são apresentadas e discutidas diversas informações relativas às propriedades estruturais e optoeletrônicas de filmes dopados tipo-n de a-Ge:H, usando impurezas de p e As (fontes sólidas) e N (usando o gás NH3). Também foram estudadas as mudanças estruturais no a-Ge:H induzidos pelo N, numa faixa de concentrações de nitrogênio de ~2-6 at. %. As amostras foram crescidas por rf- sputtering. Como técnicas de caracterização utilizaram-se medidas de condutividade no escuro e fotodeflexão (PDS) e espectroscopias de transmissão óptica (na faixa NIR- VIS) e infravermelho. No que se refere ao estudo da dopagern, foi confirmada a dopagem ativa do a- Ge:H com P e As usando pela primeira vez fontes sólidas como dopantes. Observaram-se variações da energia de ativação de ~0.3 eV e aumento da condutividade a temperatura ambiente de ~ 3 ordens de grandeza, para as três impurezas utilizadas. O As mostrou-se ser o dopante menos eficaz. Em relação ao segundo estudo, encontrou-se que o nitrogênio prefere incorporar-se nos filmes na forma de radicais NH e NH2 e foi sugerido que esses radicais induzem a formação de cavidades no material. Foi observado pela primeira vez o deslocamento da freqüência de vibração Ge-H stretching surface-like para menores energias, fato explicado como sendo devido à diminuição do volume médio das cavidades em função da concentração de nitrogênio / Abstract: In this work several informations are presented and discussed about structura1 and optoelectronic properties of doped samples of hydrogenated amorphous germanium (a-Ge:H) using P, As (solid sources) and N (using NH3) as doping impurities. In addition, we studied structura1 changes of a-Ge:H induced by N, in the nitrogen concentration range of ~2-6 at. %. The samples were deposited by rf- sputtering and characterized by Photothermal Deflection Spectroscopy (PDS), optical transmission spectroscopy in the Near InfraRed- Visible and lnfraRed and measurements of dark conductivity. With respect to doping, the active doping of a-Ge:H was confirmed for the first time by using solid sources of P and As as impurities. We observed activation energy changes about ~0.3 eV and a room temperature conductivity increase of about ~3 orders of magnitude for the three impurities used. Arsenic showed to be the less efficient dopant. In relation with the second study, we found the preferential incorporation of N as NH and NH2 radicals and we suggest that these radicals induce the creation of cavities in the material. We observed for the first time a shift of the vibration frequency of a-Ge:H stretching surface-like to lower energies, this fact was explained as being due to decreasing of the average void volume as a function of the nitrogen concentration / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientadores: Ivan Chambouleyron, David Comedi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-25T09:07:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Origo_FabioDondeo_M.pdf: 1627778 bytes, checksum: 95bb1419964a8e013e78b7f18f9c85f0 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Neste trabalho, apresentamos resultados experimentais de filmes de germânio amorfo hidrogenado, que são relacionados com a influência de parâmetros de deposição como temperatura do substrato, hidrogenação da amostra, taxa de deposição e bombardeamento in situ. As amostras foram depositadas pela técnica de Ion Assisted Ion Beam Sputtering, na qual os parâmetros de deposição são praticamente independentes ( ao contrário das técnicas usuais como glow discharge, rf e magnetron Sputtering). Desta forma, ao invés de se tratar de um trabalho de otimização, esta é uma pesquisa para compreensão da influência dos parâmetros de deposição nas propriedades das amostras. As técnicas experimentais utilizadas na caracterização dos filmes são Espectroscopía de infravermelho, Espectroscopía de 'visível' e Espectroscopía de deflexão fototérmica (PDS). Os resultados indicam que a taxa de deposição exerce pouca influência nas propriedades medidas. A hidrogenação gera diminuição da densidade de defeitos e abertura do gap . O bombardeamento in situ dos filmes de a-Ge:H proporciona aumento da quantidade de grande voids, de acordo com o aumento do parâmetro de microestrutura da amostra, obtido a partir da análise de infravermelho. Verificamos que amostras sem pico de absorção surface-like podem ser obtidas removendo-se o bombardeamento assistido na deposição / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Ivan Chambouleyron / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T21:11:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marques_FranciscodasChagas_D.pdf: 4051528 bytes, checksum: 53a874a9b3943238fdbb05929c61eb88 (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: Neste trabalho apresentamos novos resultados relativos às propriedades semicondutoras de ligas amorfas hidrogenadas de germânio. Além das condições de preparação, reportamos também suas propriedades ópticas e de transporte. em função da composição dos materiais. Pela primeira vez é apresentado um estudo sobre as propriedades estruturais e optoeletrônicas de filmes não estequiométricos, com banda proibida variável, de nitreto de germânio e ligas de germânio estanho preparados por rf sputtering e rf glow discharge. Alguns dos resultados mais importantes relativos às ligas de germânio-estanho são: a) A incorporação de Sn na rede do germânio diminui a banda proibida numa taxa constante de aproximadamente 12 meV/(at.% Sn); b) As amostras hidrogenadas possuem condutividade no escuro do tipo ativado; c) dependendo da temperatura de deposição e da presença de hidrogênio, pode ocorrer segregação de estanho metálico, d) Não foram detectadas bandas de vibração no infravermelho (entre 400 e 4000 cm-1) relativas às ligações Sn-H; e) sob as condições de preparação adotadas, todos os átomos de estanho parecem se ligar à rede do a-Ge numa configuração covalente tetragonal. Com relação às ligas de nitreto de germânio, os principais resultados são: a) A incorporação de nitrogênio aumenta a banda proibida da rede do germânio. Dependendo do método e das condições de preparação foram obtidos valores entre 0.7 a 3.6 eV; b) uma pequena quantidade de nitrogênio é suficiente para eliminar completamente a banda de absorção relativa à vibração Ge-H no espectro de infravermelho; c) a distância interatômica entre Ge e N foi determinada em 1.83 Þ, e não depende do conteúdo de nitrogênio. São apresentados ainda vários outros resultados relativos às ligas acima, assim como novos fatores relativos às propriedades ópticas e de transporte de germânio amorfo e ligas de silício germânio / Abstract: In this work some new features concerning the semiconductor properties of hydrogenated amorphous germanium alloys are presented. Together with the preparation conditions leading to these amorphous semiconductors, the dependence of their optical and transport properties as a function of material composition is reported. We report for the first time a study on the structural and optoelectronic properties of non-stoichiometric, variable band gap. germanium nitride and germanium tin films prepared by the rf sputtering and rf glow discharge methods. Some important findings concerning the a-Ge:Sn alloys follow: a) The incorporation of Sn atoms into the a-Ge network narrows the pseudo gap with a constant rate of approximately 12 meV/at% tin; b) the hydrogenated samples show an activated type, dark conductivity; c) depending on the deposition temperature and the presence of hydrogen, metallic segregation may occur; d) no Sn-H vibrations were detected in hydrogenated films in the 400-4000 cm-1 infrared range; e) under the preparation conditions reported here, all Sn atoms appear to bond to the a-Ge network in a covalent, tetrahedral configuration. Concerning the germanium nitride alloys the main findings are: a) Nitrogen incorporation widens the band gap of the Ge network. Values in the 0.7- 3.6 eV range are obtained. depending on the method and on the preparation conditions; b) a small nitrogen content, in the alloy is enough to eliminate completely the Ge-H absorption band in the infrared spectra; c) the interatomic distance between Ge and N is found to be 1.83 Þ, and does not, depend on the nitrogen content. Several other properties concerning the above two alloys, as well as new features concerning the optical and transport, properties of amorphous germanium and silicon germanium alloys, are discussed. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:15:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9195_1.pdf: 1221739 bytes, checksum: f46b36b3e05335bc9dc19d8300966a41 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2003 / Vidros são materiais amorfos cuja estrutura, em geral, pode ser descrita pelo modelo da rede aperiódica aleatória. Embora para A maioria dos sistemas vítreos, sobretudo os vidros silicatos, esse modelo seja adequado, alguns sistemas apresentam uma certa ordem à curta e média distância (1ª e 2ª esferas de coordenação) e por isso precisam de modelos mais sofisticados para descrever sua estrutura. A luminescência de grupos niobato está bem caracterizada para sistemas cristalinos e é fortemente dependente da estrutura dos cristais. Sendo assim, a presença da luminescência de niobatos na matriz vítrea La2O3-Nb2O5-B2O3 implica num grau de ordenamento estrutural considerável. A partir de estudos espectroscópicos de vidros niobato e transferência de energia em amostras dopadas com íons lantanídeos, e da comparação com a luminescência de sistemas modelo cristalinos buscamos obter um modelo estrutural para vidros da matriz La2O3-Nb2O5-B2O3 que explicasse a luminescência das amostras vítreas e a sua dependência com a composição das amostras. Realizamos também cálculos teóricos de estados eletrônicos para entender como a estrutura cristalina atua na luminescência de niobatos e qual a dependência da luminescência com distorções estruturais (geométricas). Concluímos que a luminescência de niobatos deve-se a um estado de transferência de carga localizado na ligação Nb&#1048592;O e que segue o modelo da partícula na caixa quando há distorções nessa ligação. Arranjos estruturais onde são formadas cadeias de NbO6 compartilhando vértices apresentam condições para a deslocalização eletrônica e tem espectros deslocados para menores energias. Já NbO6 que compartilham aresta ou grupos niobil, caracterizados por uma ligação Nb&#1048592;O mais curta, apresentam condições para a localização do estado excitado e fornecem espectros em maiores energias e com maior eficiência quântica. Mesmo em amostras com baixas concentrações de nióbio, a 20 mol% de La2O3, pares de NbO6 compartilhando arestas são formados e a luminescência é típica dessas estruturas. De modo geral o aumento da concentração de La2O3 até 25 mol% parece romper as cadeias de niobatos que compartilham arestas, resultando em grupos NbO6 compartilhando vértices, mas com o Nb fora de centro, (grupos niobil), levando a mudanças estruturais que se refletem no comportamento luminescente. Em concentrações superiores a 25 mol% parte do lantânio parece segregar em um domínio distinto, embora isso não seja percebido como uma separação de fases visível na amostra. Essa separação de fases leva a uma diminuição efetiva da concentração de La em torno dos niobatos, o que por sua vez volta a favorecer a formação de pares compartilhando arestas caracterizados na luminescência

Ingeniero Civil Electricista / Para el diseño y fabricación de transformadores eléctricos de distribución, el acero al silicio de grano orientado en los núcleos magnéticos es el más ampliamente utilizado, dadas sus características de gran permeabilidad a altas densidades de flujo, bajas pérdidas en vacío y ventajas económicas. No obstante, han surgido alternativas a este material que ofrecen beneficios únicos y novedosos. Éste es el caso de los núcleos fabricados con láminas de metal amorfo, los cuales entraron en circulación a comienzos de los 80, teniendo muy buena recepción en países como EEUU, Japón, China e India. El objetivo principal de este tema de memoria es validar el uso de núcleos fabricados con acero amorfo, con respecto a aquellos elaborados con aceros tradicionales, tanto en el aspecto técnico (teórico), así como económico. Para ello, se propone el desarrollo en dos ejes principales; el primero, una etapa de investigación, donde se establecen características básicas del metal amorfo, tanto físicas como químicas; y la segunda, el diseño teórico del transformador de distribución con este tipo de núcleo, respetando las normativas vigentes y estableciendo patrones básicos para la confección de este tipo de equipos. Se propone un diseño de núcleo enrollado con láminas de metal amorfo para transformadores de distribución monofásico, basado en las características de la aleación Metglas 2605SA1, realizando dos simulaciones de cálculo de parte activa: un transformador de 15 kVA, 23000/231 V y transformador de 25 kVA, 13200/231 V. En ambos casos los diseños simulados cumplen con los estándares normativos mundiales y revelan las ventajas de este tipo de material con respecto al acero al silicio de grano orientado, tan ampliamente tratados en la literatura técnica: reducción de pérdidas en vacío del orden de 75 85%; reducción de corriente de excitación en torno al 75 85%; confiabilidad del transformador similar a los casos convencionales (vida útil estimada de 30 años); entre otros. El análisis se complementa con una evaluación económica mediante el TOC (Total Ownership Cost) que incluye el costo inicial del equipo (costos por materias primas y mano de obra) más un costo de operación (valorización en el tiempo de las pérdidas en vacío y en carga). En el caso de las simulaciones de los transformadores con núcleo amorfo, se realizan dos ensayos para cada equipo considerando dos valorizaciones de pérdidas distintas obtenidas de la literatura y del propio fabricante de la cinta amorfa. En ambas situaciones se obtiene un TOC del transformador amorfo más bajo que el acero tradicional, en porcentajes que varían entre 0,5% y 6% aproximadamente. Estos valores crecen aún más cuando el factor de carga disminuye, acercándose a cero.

Orientador: Ivan Chambouleyron / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-20T09:35:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zanatta_AntonioRicardo_D.pdf: 12899505 bytes, checksum: c9956f6b0b1b05ba681bccb3b1b0df8f (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Neste trabalho estão contidas informações experimentais relativas aos efeitos causados, nas propriedades opto-eletrônicas, pela introdução de nitrogênio em semicondutores amorfos à base de silício e de germânio. Segundo este estudo, tanto a presença de átomos nitrogênio, quanto a sua respectiva concentração (conforme determinada por meio de reações nucleares), são responsáveis por importantes modificações em várias das propriedades opto-eletrônicas, bem como características estruturais, dos mencionados semicondutores. Em linhas gerais, a presença de nitrogênio a baixas concentrações atua como uma impureza doadora nas versões hidrogenadas do a- Si e do a-Ge; a altas concentrações, no entanto, grandes mudanças nas propriedades opto- eletrônicas e estruturais são observadas. Todas as amostras foram depositadas, sob a forma de filmes finos, através da técnica de ri reactive sputtering em atmosferas controladas de Ar+(H2)+N2. Diferentes técnicas de espectroscopia (absorção óptica nas regiões de visível e infra-vermelho, espalhamento Raman e estudos de fotoemissão) foram empregadas para a análise das principais propriedades ópticas e eletrônicas destes semicondutores; segundo suas respectivas concentrações de nitrogênio. Uma atenção especial foi dedicada às caracterizações eletrônicas incluindo medidas de transporte (condutividade no escuro em função da temperatura) e estudos de fotoemissão através de espectroscopia de elétrons excitados por fótons com energias típicas de raios-x moles e ultra-violeta (XPS e UPS, respectivamente) / Abstract: This work presents experimental data referring to the effects resulting from the introduction of nitrogen into amorphous silicon and germanium. AlI the samples studied in this work were deposited as thin films using the rf reactive sputtering technique in highly controlled Ar+(H2)+N2 gaseous atmospheres. It is shown that either the nitrogen presence and its content (as determined from nuclear reaction analysis measurements) are responsible for profound changes in several opto-electronic properties as well in the structure of the mentioned semiconductors. Roughly, nitrogen at low concentration levels acts as a donor-like impurity in both hydrogenated a-Si and a-Ge. High nitrogen contents, on the other hand, induce significant modifications in their optical band-gap and network structure. Different spectroscopic methods (optical absorpion, infra-red, Raman scattering and photoemission) were employed to analyze the main optical and electronic properties of these nitrogen containing semiconductors. Special emphasis was devoted to the electronic characterization, including transport measurements (dc dark conductivity as a function of temperature) and photoemission studies by means of x-ray and ultraviolet photoelectron spectroscopies (XPS and UPS, respectively) / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Francisco das Chagas Marques / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-19T02:57:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VilcarromeroLopez_Johnny_M.pdf: 1889568 bytes, checksum: 8f7a693ebe33e866d6a0f90785fe9f7c (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: No presente trabalho apresentamos um estudo sobre ligas amorfas de germânio-nitrogênio hidrogenadas (a-GeNx:H). Os filmes foram preparados pela técnica de rf-reactive sputtering, com um alvo de germânio ultra puro em dois diferentes tipos de atmosferas: i) Argônio + Amônia, e ii) Argônio + Nitrogênio + Hidrogênio ou Deutério. As propriedades ópticas e estruturais dos filmes dependem dos parâmetros de deposição utilizados. No que se refere à banda proibida óptica podem ser obtidos valores numa faixa de 1 a 3 eV mudando apenas o Bias (tensão de autopolarização da rf). Outro parâmetro que também foi estudado e influencia bastante nas propriedades do material foi a temperatura de crescimento do substrato. Da análise dos espectros por transmissão no infravermelho obtivemos que as bandas de absorção associadas às vibrações dos elementos do composto ligados ao hidrogênio são mudadas quando é usado deutério em lugar de hidrogênio. Este efeito é usado para distinguir as bandas relacionadas às ligações com o hidrogênio das ligações com outros átomos. O espectro obtido para os filmes a-GeNx:H depositados na faixa de temperatura de 150 ºC a 300 ºC mostra bandas de absorção características das vibrações Ge-N, Ge-H, N-H e N-H2. Nos filmes de a-GeNx:D as bandas ligadas ao hidrogênio são substituídas pelas bandas Ge-D, N-D e N-D2 nas quais as freqüências de vibração são mudadas para posições de baixa energia. A mudança de freqüências é consistente com o fator da raiz quadrada da razão das massas atômicas do D- e H-. Também foi observada uma mudança na posição destas bandas de absorção especificamente na vibração Ge-H, quando incorporamos maior quantidade de nitrogênio na rede de Ge. Os filmes preparados em temperatura ambiente mostram contaminação atmosférica espontânea, que tende a se saturar depois de alguns meses. Várias bandas de absorção surgem na faixa de 2700-3800 cm-1 e 1400-1650 cm-1. Para designar estas bandas de absorção, uma análise sistemática foi executada usando a evolução dos espectros de infravermelho como função do tempo de exposição à atmosfera. Um estudo de medidas de stress intrínseco como função de alguns parâmetros de deposição (bias e temperatura de crescimento do substrato), foi realizado nos filmes de a-GeNx:H. Também determinamos o coeficiente de dilatação térmica e o módulo de Young em função da concentração de nitrogênio nas ligas / Abstract: In this work we report optical and structural properties of hydrogenated germanium nitrogen alloys (a-GeNx:H). These films were prepared by the rf-reactive sputtering technique, using a crystalline germanium target in Argon + Ammonia or Argon + Nitrogen + Hydrogen (or Deuterium) atmosphere. Its properties are strongly dependent on the deposition parameters. The band gap ranges from approximately 1 eV to 3 eV by just changing the applied power. The deposition temperature also plays an important role in its structural properties. Deuterium was used to replace the hydrogen in the films in order to distinguish the infrared absorption bands related to the vibrations of the alloy elements bonded to hydrogen. The spectrum obtained for a-GeNx:H deposited in the 150 ºC to 300 ºC range shows absorption bands characteristic of Ge-N, Ge-H, N-H, N-H2 vibrations. In the a-GeNx:D films the hydrogen atoms are replaced by deuterium atoms and the corresponding Ge-D, N-D, and N-D2 absorption bands are shifted to lower energy .The shifting of frequencies are consistent with the D to H-atom mass ratio factor. A shifting of the bands associated with hydrogen as the nitrogen concentration changes has also been observed. The films prepared at room temperature show spontaneous atmospheric contamination, which tends to saturate after a few months. Several absorption bands appear in the 2700-3800 cm-1 range and at 1400-1650 cm-1. In order to assign those absorption bands, a systematic analysis has been performed using the evolution of the infrared spectra as the atmosphere exposing time increases. Stress measurements were performed in samples prepared in different deposition conditions. The thermal expansion coefficient and the Young modulus as a function of nitrogen concentration was also measured. / Mestrado / Física / Mestre em Física