Este trabalho mostra a síntese e comportamento térmico de novos materiais líquido-cristalinos utilizando como unidade mesogênica o grupo arilpiridilacetileno e ramificações terminais quirais e lineares através do Protocolo de Buchwald e da Reação de Sonogashira Sintetizou-se quatro séries homólogas diferentes, três delas apresentaram comportamento mesomórfico. A mesofase comum as três séries foi a esmética A. A quarta série homóloga 19a-d não apresentou comportamento líquido-cristalino. A série homóloga 13a-d apresentou além da mesofase esmética A, uma fase nemática antes do ponto de clareamento. Para a série homóloga 26a-d, observou-se a mesma fase, porém, o composto com oito carbonos na ramificação linear, apresentou uma mesofase cristal E. Para a série homóloga 36a-d, observou-se fases esméticas A e C quirais. Entretanto, foram sintetizados outros dois compostos para fins de comparação com a série 36a-d

Esta tese descreve a síntese e caracterização de novos materiais poliméricos líquido-cristalinos baseados no anel heterocíclo 2-isoxazolínico 3,5-dissubstituído. Foram estudados os efeitos da inversão dos grupos ligados nas posições 3 e 5 do anel 2-isoxazolínico no grupo mesogênico ligado lateralmente a cadeia polimérica e sua influência nas propriedades líquido-cristalinas. Os monômeros P1 e P2 foram produzidos numa síntese convergente tendo a reação de cicloadição 1,3-dipolar como etapa chave. A inversão dos substituintes afetou as propriedades líquidocristalinas e alterou a influência dos grupos terminais nitro e bromo. Foi obtido um polímero líquido-cristalino esmético X. E também descreve a síntese linear e caracterização de novos materiais poliméricos e copoliméricos de cadeia lateral obtidos da combinação de monômeros acrilatos derivados da 2-isoxazolinas com um segundo monômero acrilato quiral derivado do mentol. Os monômeros 2-isoxazolínicos sintetizados apresentam forma geométrica reduzida, ou seja, a proporção, comprimento/largura (l/d) é menor quando comparados com os monômeros sintetizados em trabalhos anteriores. O propósito foi testar a capacidade de indução do comportamento mesomórfico durante o evento da polimerização a partir dos monômeros 2-isoxazolinicos com uma dimensão molecular reduzida e a indução quiral do monômero mentila no copolímero. Foram produzidos dois homopolímeros e cinco copolímeros. Foi observada a influência dos mesógenos com dimensão reduzida e do monômero quiral na estrutura dos homopolímeros e copolímeros produzidos. / This thesis presents the synthesis and characterization of new polymer liquid crystal materials based on heterocycle 2-isoxazoline 3,5-disubstituted. We studied the inversion effects of groups linked in position 3 and 5 in 2-isoxazoline in the mesogenic group attached by side chain polymer liquid crystal and the influence in liquid crystals properties. The monomers P1 and P2 were produced through convergent synthesis where 1,3-dipolar cycloaddition was the key reaction. The groups inversion really changed the liquid crystal properties and the influence of the terminal group nitro and brome. We obtained polymer liquid crystal smetic-X. We describe also the linear synthesis and characterization of new side chain polymers and copolymers made by combination of acrylate monomers derivated from 2-isoxazolines and a chiral acrylate monomer derivated from menthol. The 2- isoxazolines monomers synthesized present reduced geometric shape, the proportion between length and width are lower than monomers produced in previous works. This work purpose is to test the induction capacity of the monomers and after polymerization through 2-isoxazolines monomers with reduced dimensions and chiral induction of the menthyl monomer in the copolymers. We produced two homopolymers and five copolymers. We observed the mesogens influence with reduced dimension and chiral monomer over the homopolymers and copolymers structures produced.

Este trabalho descreve a obtenção e caracterização de cristais do composto semicondutor III-V-GaSb, crescidos a partir da fase líquida pelo método Czochralski e pela técnica do Líquido Encapsulante (LEC). Na parte experimental, apresenta-se o procedimento utilizado para o crescimento de cristais de GaSb não-dopados e dopados com Alumínio. Faz-se referência ao projeto e a construção de um sistema experimental para a injeção de vibração ultrasônica no banho, através do fundo do cadinho, durante o puxamento dos cristais e dos métodos utilizados na caracterização dos mesmos. Utiliza-se a técnica metalográfica por ataques químicos seletivos para o estudo dos defeitos de crescimento resultantes do método utilizado. Os resultados indicam que o Al utilizado como dopante em GaSb segrega preferencialmente pp o líquido (kef> 1), reduz a densidade de discordância no cristal e o ultra-som injetado no banho tem influência nas estrias rotacionais do mesmo. Dos reagentes químicos testados, nos cristais de GaSb dopados com Al, para a caracterização dos defeitos de crescimento, o que apresentou o melhor desempenho e a maior seletividade foi o reagente H2SO4 + H2O2 diluído ou não, em água deionizada. Os defeitos típicos observados nos cristais crescidos por LEC foram discordâncias, estrias rotacionais e precipitados. / This work describe the procedure used in the growth and characterization of GaSb compound semiconductor III-V with the Liquid Encapsulated Czochralski (LEC) technique. ln the crystal growth experiments doped and undoped GaSb crystals were obtained. The design and construction of the experimental apparatus to introduction of the ultrasonic vibration into the melt during the crystal growth is described. The crystals have been characterized by atomic absorption analysis, macrografic and micrografic examinations, microhardness tests, and electricalmeasurements. The results show that the effective coefficient distribution of Al in GaSb, is bigger that one (kef > 1). The etch pit densities were lower at the top than at the bottom of as-grown crystals and could be reduced through doping with Al. The ultrasonic vibration on the melt have affected the rotational striations in the crystals. The etching solution of H2O2 + H2SO4 diluted or not in water, has demonstrated the best performance for revealing typical defects in as-grown GaSb crystals.

Este trabalho descreve a síntese e caracterização de diferentes séries inéditas de isoxazolinas e isoxazóis dirigida para a área de materiais orgânicos eletrônicos e a sua derivatização em polimetacrilatos líquido-cristalinos, em aminas terciárias e em derivados do perileno. As isoxazolinas foram sintetizadas por meio de reação de cicloadição [3+2] 1,3-dipolar de óxidos de nitrila com alcenos escolhidos, com posterior oxidação do anel para isoxazol via MnO2, gerando os isoxazóis 5a-c. Isoxazóis 3-aril-5-hidroximetil substituídos 37a-c foram obtidos através da reação de cicloadição [3+2] entre cloretos de oximoíla com álcool propargílico, usando CuI como catalisador. As propriedades térmicas dos compostos sintetizados foram analisadas por microscopia ótica de luz polarizada (MOLP) e caloria diferencial exploratória (DSC), as propriedades espectroscópicas e de fluorescência foram analisadas por espectros de absorção no UV-Vis e fluorescência. A presente tese é dividida em quatro capítulos. O primeiro capítulo trata da síntese e caracterização de cristais líquidos polimetacrilatos 10a-d e 11 onde a unidade mesogênica é composta do 3,5-diaril-isoxazol 7a, o qual possui como espaçador uma cadeia alquílica de 11 átomos de carbono entre o grupo rígido e a cadeia polimérica derivada do acido metacrílico. Nesse capítulo foram avaliados a influência da massa molar do polímero (Mn) sobre seu comportamento térmico e também se compara o comportamento térmico de cristais líquidos poliméricos de cadeia lateral (CLPCL) com um cristais líquidos poliméricos de cadeia principal (CLPCP). Os resultados obtidos indicam uma maior estabilidade na mesofase dos compostos polimerizados, mantendo-se a estrutura lamelar. No segundo capítulo é abordada a síntese de diferentes 3,5-diaril-isoxazóis (5b, 7b e 7c), os quais foram acoplados a aminas (pipieridina, morfolina, difenilamina e fenotiazina) através da reação de Buchwald-Hartwig e suas propriedades óticas de absorção e fluorescência foram avaliadas; diferentes aminas e seus efeitos eletrônicos são testados, assim como dois grupos alquílicos diferentes a fim de se estudas as propriedades térmicas dos mesmos compostos. Os resultados obtidos para o comportamento fotofísico dos 3,5-diaril-isoxazóis contendo aminas acopladas 13a-k corroboram com as expectativas baseadas na literatura para comportamento de grupos doadores e aceptores de elétrons. No terceiro capítulo é abordado o trabalho desenvolvido na University of Hull – UK durante o estágio pelo programa Ciência sem Fronteiras, onde foi tentada a síntese de compostos de perileno funcionalizados com isoxazóis com intuito de produzir corantes com propriedades eletrônicas interessantes para o uso em materiais orgânicos fotovoltaicos. O quarto e último capítulo aborda a síntese de 3-aril-5-hidroximetil-isoxazóis 37a-c através da reação de cicloadição de cloretos de oximoíla com álcool propargílico para a síntese de uma série de cristais líquidos de baixa massa molecular; nesse capítulo também é feita uma observação de influência dos grupos substituintes do substrato na regiosseletividade da reação. / This work presents the synthesis and characterization of novel isoxazolines and isoxazoles derivatives aiming the development of electronic materials field, their derivatization in liquid crystalline polymethacrylates, in tertiary amines and perylene derivatives. Isoxazolines were synthesized by [3+2]1,3-dipolar cycloaddition reaction between nitrile oxides and alkenes. After this the isoxazolines were oxidized using MnO2 to give isoxazoles 5a-c. The 3-aryl-5-hydroxymethyl-isoxazoles 37a-c were obtained by [3+2]1,3-dipolar cycloaddition between oximoyl chlorides and propagyl alcohol, using CuI as catalyst. Thermal properties of synthesized compounds were analyzed by polarized optic microscopy (POM) and differential scanning calorimetry (DSC), spectroscopic properties were analyzed by UV-Vis absorption spectroscopy and fluorescence spectroscopy. Present thesis is divided in four chapters. First chapter explains about synthesis and characterization of liquid crystalline polymethacrylates 10a-d and 11, where the mesogenic unity is composed for 3,5-diaryl-isoxazle 7a, which bears an alkyl chain formed by eleven carbons as spacer group between the rigid core and the polymethacrylate chain. In this chapter were evaluated how molar weight (Mn) affects the thermal behaviour and also the thermal behaviour of side chain polymeric liquid crystals (SCPLC) are compared to a main chain polymeric liquid crystal (MCPLC). Results show a higher stability in the mesophase of polymerised compounds, with maintenance of lamellar mesophases showed by the precursors. In the second chapter synthesis of different 3,5-diaryl-isoxazoles (5b, 7b and 7c) is discussed, these isoxazoles were coupled to amines (piperidine, morpholine, diphenylamine and phenothiazine) by Büchwald-Hartwig reaction to afford desired compounds 13a-k. Four amines were tested to study their electronic influence, also two alkyl chains were tested to study the effect in thermal behaviour and processability. The observed photophysical behaviour of compounds 13a-k corroborates with our expectations, based in literature for donating and acceptor groups. In the third chapter the work done in the University of Hull – UK, during the Science without Borders internship, in this work synthesis of perylene derivatives bearing isoxazole group was attempted aiming production of dyes with interesting electronic properties for use in organic photovoltaic materials. The fourth and last chapter discusses synthesis of 3-aryl-5-hydroximethyl-isoxazoles 37a-c via cycloaddition reaction between oximoyl chlorides and propargyl alcohol for synthesise a novel series of low molecular weight liquid crystals, in this chapter is also observed the influence of steric hindrance in regioselectivity of cycloaddition.

O objetivo deste trabalho é estudar a dinâmica vibracional de dois materiais cristalinos: o germânio (Ge) e o arseneto de gálio (GaAs) por intermédio da técnica de XAFS. Inicialmente, uma breve revisão baseada nas teorias básicas de livro-texto de física é apresentada e seus resultados e simplificações discutidos com base no que se conhece atualmente sobre vibração dos átomos nos sólidos. Em seguida, a técnica de análise empregada neste trabalho, a estrutura fina estendida de absorção de raios X (EXAFS), é apresentada. É feita uma descrição pormenorizada dos parâmetros físicos que podem ser obtidos, bem como das diferenças que fazem do EXAFS uma técnica bastante sui generis. Após isso, dados de EXAFS da borda K do Ge, do gálio (Ga) e do arsênio (As), medidos como função da temperatura, no intervalo de 20-350 K, serão analisados. São obtidos, além de distâncias interatômicas e coeficientes de expansão térmica, fatores de Debye- Waller e os terceiros cumulantes das distribuições de distâncias para cada temperatura. Por meio destes resultados, puderam ser estimados coeficientes de expansão térmica linear e frequência de Einstein medidos por EXAFS. Os resultados obtidos neste trabalho são comparados, tanto qualitativamente quanto quantitativamente, com resultados já bem estabelecidos de outras medidas, por exemplo, difração de raios X (XRD), calorimetria e espalhamento inelástico de nêutrons. Uma maneira coerente de interpretar a frequência de Einstein é proposta com base em medidas de densidade de estados. Além disso, são expostas algumas limitações da técnica e do método de análise. / The main objective of this work is to study the vibrational dynamics of two crystalline materials: germanium (Ge) and gallium arsenide (GaAs) using EXAFS. Initially, a brief review of physic's textbook theories are presented and their results are discussed based on what is currently known about vibrations of crystals. Later, the theory of Extended X-ray Absorption Fine Structure (EXAFS) is presented. It is made a detailed description of the physical parameters that can be obtained as well as the di erences which make EXAFS a quite sui generis technique for solid state analysis. After that, EXAFS measurements of Ge, gallium (Ga) and arsenic (As) K edges carried out as function of temperature, in the range of 20-350 K, are analyzed. Interatomic distances, thermal expansions, Debye-Waller factors and the third cumulants of the distances distributions were obtained for each temperature. Through these results, linear thermal expansion coe cients and Einstein frequencies, as measured by EXAFS, could be estimated. The results obtained in this study were compared qualitatively and quantitatively with well-established results of measurements of other techniques, for example, X-ray di raction (XRD), calorimetry and inelastic neutron scattering. A consistent manner to interpret Einstein frequencies are proposed based on density of states measurements. Besides, some limitations, both of the technique and of the analysis method, are exposed.

Orientadores: Rubens Caram Junior, Sergio Gama / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T15:57:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mota_MarilsaAparecida_M.pdf: 2948655 bytes, checksum: e2a5c838f65f3f962ba2cb717ae78092 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Ligas eutéticas constituídas por fases intermetálicas, com alto ponto de fusão, apresentam-se promissoras para aplicação industrial como materiais estruturais. Um sistema com potencial para a obtenção desses materiais estruturais é aquele formado pelos elementos Fe, Al e Nb, que apresenta estrutura eutética formada pela fase (FeAl)2Nb embebida na solução sólida (FeAl). Dependendo das condições de solidificação, a estrutura eutética pode ser alterada significativamente, o que permite exercer o controle da microestrutura final, para a obtenção de compósitos in situ. No presente trabalho, inicialmente realizou-se a análise do diagrama de fases Fe-Al-Nb, com o objetivo de determinar o vale eutético (Fe) + Fe2Nb para adições de Al entre 20 e 50% at. Em seguida, a influência da taxa de crescimento na microestrutura de solidificação foi analisada através da técnica de solidificação direciona! com aquecimento indutivo em atmosfera de argônio. Através da caracterização por microscopia óptica e eletrônica, duração de raios-X e análise térmica diferencial, foram obtidas estruturas eutéticas para as composições, Fe67Al22,8Nb9,7, Fe49,7Al41,2Nb9,1 e Fe47Al45Nb8. Finalmente, através da utilização de ensaios de compressão e dureza, foram avaliadas algumas propriedades mecânicas das ligas solidificadas direcionalmente / Abstract: Eutectic alloys formed by high melting point intermetallics phases, as in the case of the system formed with Fe, Al and Nb elements are promising material to be used as structural materials. This system presents eutectic structures formed by (FeAl)2Nb phase surrounded by (FeAl) solid solution. Depending on solidification conditions the eutectic structures can be significantly changed. This fact allows one to control the final microstructure, which permits to obtain in situ composites. In this work, firstly the analysis of the Fe-Al-Nb phase diagram was carried out. The aim of this study was to determine the eutectic valley (Fe) + Fe2Nb with of AI content from 20 up to 50 at.%. Following that, the influence of growth rate was investigated using the directional solidification technique, with inductive heating and under argon atmosphere. The eutectic structures compositions, Fe67Al22,8Nb9,7, Fe49,7Al41,2Nb9,1 and Fe47Al45Nb8, were determined using optical and scanning electron microscopy, x-ray diffraction and thermal analysis. Finally in order to evaluated the mechanical behavior of these eutectics, compression and microhardness tests of directionally solidified samples were performed / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Rubens Caram Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T16:34:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zanotello_Marcelo_M.pdf: 5541991 bytes, checksum: da186b3658beeda8b47829f1746ec705 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: o crescimento direcional da liga eutética Sn-Se permite obter estruturas orientadas dos compostos SnSe e SnSe2, arranjados na forma de lamelas e com características semicondutoras do tipo p e n, respectivamente. A microestrutura de solidificação de ligas eutéticas é profundamente dependente da distribuição de soluto junto ao líquido interfacial e conseqüentemente, do nível de superesfriamento da interface sólido/líquido. No presente trabalho, a liga Sn-Se, correspondente à composição eutética, foi investigada através da técnica de análise térmica diferencial e por meio de experimentos de solidificação direcional em um equipamento Bridgman-Stockbarger. O objetivo dos experimentos foi examinar o efeito das condições de crescimento no superesfriamento da interface durante a transformação eutética e na microestrutura de solidificação. Os resultados obtidos permitiram a proposição de relações entre taxa de crescimento, temperatura eutética de crescimento e espaçamentos lamelares / Abstract: The Sn-Se eutectic solidification allows one to obtain a lamellar structure, formed by SnSe and SnSe2 compounds, which are p and n semiconducting types, respectively. The SnSe-SnSe2 eutectic composite is a promising material to be used in photovoltaic device manufacturing. In this work, the Sn-Se alloy corresponding to eutectic composition was studied by using DSC thermal analysis and directional solidification at several growth rates in a vertical Bridgman-Stockbarger unit. The objective of the experiments was to investigate the influence of the growth rate on the growth undercooling, as well as on the eutectic microstructure. The microstructure analysis .showed that a very regular and aligned structure formed by the SnSe and SnSe2solid phases can be produced. The results obtained led to the evaluation of a relationship among growth rates, eutectic growth temperature and lamellar spacing / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Gaston E. Barberis / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-27T00:54:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Brandl_AnaLucia_M.pdf: 2404795 bytes, checksum: 264c98671c83e17725ecfa45f6a93c90 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Nesta tese trabalhamos com a interpretação de resultados experimentais de Ressonância Paramagnética Eletrônica (EPR) de impurezas magnéticas (3d e 4f) em monocristais e amostras em pó. Com este objetivo desenvolvemos algoritmos computacionais para simulações e ajustes de espectros de EPR, utilizando um Hamiltoniano de Spin apropriado para cada composto em estudo. No decorrer do projeto de tese os programas desenvolvidos foram aplicados a diversos sistemas, sendo que nesta dissertação apresentaremos os resultados obtidos para três compostos de interesse: - CaB6: Gd3+ - um semicondutor de gap pequeno. Neste caso, fizemos o ajuste da variação angular dos sete campos de ressonância relativos as transições entre os estados ½S = 7/2;Ms) do Gd3+, estudando os efeitos de campo cristalino neste sistema. - Co2+ em NH4NiPO4.6H20 - um fosfato hidratado com interessantes propriedades fisico-químicas. Aqui fizemos a simulação dos espectros de EPR de amostras em pó, conseguindo reproduzir com muita precisão os resultados experimentais, considerando um Hamiltoniano de Spin com interação Zeeman anisotrópica e interação hiperfina. - Li3Fe2(PO4)3-x(AsO4)x - um condutor superiônico. Ajustamos os espectros de EPR de amostras em pó, para temperaturas entre 35 K e 297 K, e apresentamos a variação com a temperatura do fator g, da largura e da intensidade de linha. Para as simulações e ajustes dos espectros de EPR utilizamos um Hamiltoniano de Spin geral com interação Zeeman, interação de campo hiperfino e operadores de campo cristalino, responsáveis pela estrutura fina do espectro : H=µBH.g.S+I.A.S+ åkåkq=-kBqkOqk Os espectros simulados e ajustados foram obtidos utilizando teoria de perturbações até 2ª ordem na deterninação dos níveis de energia do Hamiltoniano de Spin, obtendo a intensidade das linhas através do cálculo das probabilidades de transição entre os níveis e considerando larguras de linha anisotrópicas. Por último, apresentamos uma subrotina gráfica, que trabalha em conjunto com os programas, mostrando a cada execução dos mesmos, os resultados: o espectro dos dados experimentais e o simulado ou ajustado / Abstract: Electron Paramagnetic Resonance (EPR) of magnetic impurities (3d e 4f) in single crystals and powdered samples is a subject of importance in the study of magnetic impurities in solids. The study and analysis of the EPR spectra is the main subject of this work. We developed computational algoritms to simulate and fit EPR spectra, using a suitable Spin Hamiltonian for each compound in study. In the course of this project, we applied those programs to several systems, but here we limite ourselves to present the results obtained for three of those compounds, as follows: - CaB6: Gd3+ - which is a small gap semiconductor. Here, we fitted the angular variation of the seven allowed transitions for Gd3+ ½S = 7/2;Ms) and we got the experimental parameters for the crystal field effect. - Co2+ in NH4NiPO4.6H2O - this is a hydrated phosphate with interesting physical-chemical properties. The powder spectra of this compound was studied, and the fine and hyperfine lines were simulated, and the data adjusted with very high precision. - Li3Fe2(PO4)3-x(AsO4)x - is a superionic conductor. We fitted the powder spectra in this case, for temperatures between 35 and 297 K, and we obtained the temperature dependence ofthe g-factor and the linewidths, and line intensities. In the EPR spectra simulations and fittings, we use a Spin Hamiltonian with Zeeman interaction, hyperfine field interaction and crystal field operators, responsible for the spectrum fine structure: H=µBH.g.S+I.A.S+ åkåkq=-kBqkOqk The simulated and fitted spectra were obtained using perturbation theory up to second order for determination of the Spin Hamiltonian energy levels. The line intensities were obtained calculating the transition probabilities between these energy levels, and we also considered anisotropic line widths. We also present the graphic subroutine developed, which work together with the simulation and fitting programs, showing the results: the experimental spectrum and the simulated or fitted spectrum / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Monica Alonso Cotta / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-01T05:25:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gutierrez_HumbertoRodriguez_D.pdf: 10276746 bytes, checksum: 71200a2d80b8e0bdc073f47ae11ed7f8 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Neste trabalho abordamos temas relacionados com dois métodos de obtenção de nanoestruturas semicondutoras crescidas epitaxialmente. Todas as amostras foram crescidas usando um sistema de Epitaxia por Feixe Químico (CBE). De forma geral as amostras foram caracterizadas usando Microscopia Eletrônica de Transmissão de Alta Resolução (HRTEM), Microscopia de Força Atômica (AFM) e Difração de Elétrons de Alta Energia (RHEED). Na primeira parte deste trabalho estudamos as mudanças na morfologia e no modo de crescimento de filmes homoepitaxiais de InP/InP quando estes são crescidos em regiões de área muito pequena. Neste sentido, estudamos as propriedades de escala dos filmes crescidos mediante o cálculo das funções de correlação da diferença das alturas e do produto das alturas. Mostramos que as mudanças observadas tanto no expoente de rugosidade como no comprimento de correlação paralelo à superfície - que sugerem mudanças no modo de crescimento - estão diretamente relacionadas com o tamanho da área em que ocorre o crescimento. Por outro lado, na segunda parte desta tese concentramos nossa atenção no estudo de nanoestruturas autoformadas em sistemas tensionados. Neste caso caracterizamos a transição de formas de fios para pontos quânticos de InAs crescidos em substratos de InP. Realizamos um estudo sobre a influência de diferentes parâmetros tais como taxa de crescimento, quantidade de material depositado, tipos de substratos (vicinais ou não) e morfologia da superfície na formação dos nanofios de InAs. Nossos resultados sugerem que os nanofios de InAs são formas metaestáveis que se originam por uma difusão anisotrópica na camada buffer de InP durante a deposição da primeira monocamada de InAs. Estes evoluem para uma forma mais estável (ilhas) durante o recozimento das amostras. Os mecanismos que originam esta transição são discutidos usando um modelo dinâmico existente na literatura. Um estudo in situ foi realizado com o RHEED sobre a formação e evolução temporal das facetas cristalinas que aparecem nestas nanoestruturas. Estes resultados também são discutidos usando o mesmo modelo dinâmico. Na última parte deste trabalho discutimos ainda alguns aspectos relacionados com a organização vertical destas nanoestruturas quando elas são crescidas em sistemas de multicamadas InAs/InP / Abstract: In this work we discuss issues related to two different methods to obtain epitaxially grown semiconductor nanostructures. The samples were grown by Chemical Beam Epitaxy (CBE) and characterized by High Resolution Transmission Electron Microscopy (HRTEM), Atomic Force Microscopy (AFM) and Reflection High-Energy Electron Diffraction (RHEED). In the first part of this work, we studied the changes in the morphology and growth mode of homoepitaxial InP/InP films due to a reduction in the growing area size. Scaling properties of the grown films were obtained by analyzing the behavior of the height-height correlation function and the height product correlation function. We show here that both the roughness exponent and the correlation length parallel to the surface change depending on the size of the area in which growth takes place. The second part of this thesis focused on the study of self-assembled nanostructures obtained in strained heteroepitaxial systems. In this case, we characterized the shape transition from quantum wires to quantum dots of InAs grown on InP substrates. We studied the influence of different parameters such as growth rate, growth time, substrate type (nominal or vicinal) and initial surface morphology on the formation of the InAs quantum wires. Our results suggest that the quantum wires are a metastable shape originated by the anisotropic diffusion over the InP buffer layer during the deposition of the first InAs monolayer. The wires evolve to a more stable shape (dot) during the sample annealing. The mechanisms originating this transition are discussed using a dynamic model existing in literature. We have also made an in-situ study by RHEED of the facets formation and evolution during the self-assembling process. These results are discussed within the same dynamic model. Finally we discuss the vertical organization of these nanostructures when multi-layered InAs/InP systems are grown / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Lisandro Pavie Cardoso / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-01T14:18:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DosSantos_AdenilsonOliveira_M.pdf: 734142 bytes, checksum: 80ffdfe1a57c6df0b27f2cc2991646ec (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo:Neste trabalho, a difração múltipla de raios-X (DM) é usada para investigar distorções na rede cristalina induzidas por um campo elétrico externo (E) permitindo a determinação de todos os coeficientes piezelétricos do sal de Rochelle e também mostrando que a técnica é factível na detecção da transição de fase do di-hidrogenofosfato de potássio (KDP). Recentemente (Avanci, Cardoso, Girdwood, Pugh, Sherwood and Roberts, Phys. Rev. Lett. 81, 5426 (1998), a DM foi usada com sucesso como uma nova sonda para o estudo do efeito do campo E no caso de dois cristais orgânicos, que permitiu a determinação de seus coeficientes piezelétricos relacionados com a direção de aplicação de E, através de uma única medida Renninger. São apresentadas as equações que levam em conta a contribuição do campo E, a deformação da rede eij e a variação na posição dos picos secundários de DM para determinar os coeficientes piezelétricos. As varreduras Renniger foram realizadas num difratômetro de monocristais SIEMENS P4 modificado com a inclusão de um longo colimador evacuado que fornece uma baixa divergência do feixe incidente. O campo E aplicado foi gerado por uma fonte variável dc de baixa corrente elétrica e aplicado na face menor do cristal. Todos os coeficientes piezelétricos para o sal de Rochelle foram obtidos assim como o d36 para a amostra de KDP. Os valores encontrados na literatura concordam bem com os determinados pela DM. No estudo da transição de fase do KDP, as medidas de DM foram realizadas no LNLS usando radiação síncrotron. As modificações na geometria estação XRD pela adição de um difratômetro Huber3-eixos (w , f e 2q ) tornaram possível a obtenção de Varreduras Renninger (e também mapeamento do pico Bragg Surface Diffraction (BSD)) com alta resolução, além de permitir a escolha da polarização adequada do feixe incidente para experimentos de difração de 2 feixes. Resultados preliminares indicaram a (080) como a melhor escolha para reflexão primária do KDP e o caso de quatro feixes (440)/(-440) como secundária. Duas reflexões BSD, onde o feixe secundário propaga-se paralelalamente à superfície da amostra, foram medidas neste estudo. Um intervalo de 3,3º em torno da posição f =0º foi medido enquanto o campo elétrico foi aumentado até 6 kV/cm. Neste valor, uma transição foi observada, os picos se tornaram estreitos e houve variação angular de suas posições na varredura Renninger indicando a possível ocorrência de uma transição de fase metaestável, que se mostrou irreversível / Abstract:In this work, the X-ray multiple diffraction (MD) is used to investigate the distortion of crystal lattice induced by an external electric field (E) in order to determine Rochelle Salt piezoelectric coefficients and also to show the feasability of detecting KDP phase transition. Recently (Avanci, Cardoso, Girdwood, Pugh, Sherwood and Roberts, Phys. Rev. Lett. 81, 5426 (1998)) MD has been successfully used as a new probe to study the effect of E in the case of two organic crystals that allowed the determination of their coefficients related to the E direction of application, from just one Renninger measurement. The equations taking into account the contributions from field strength, E, the lattice strain, eij and, the MD secondary peak shifts to determine the coefficients are also presented. The Renninger scans were carried out in a P4 SIEMENS single crystal diffractometer, by adding a long pipe evacuated collimator which provides a low divergence incident beam. The E applied was generated by a variable voltage, low current dc power supply and applied to the samples wires running from the power supply to small bolts attached to the metal tabs of the sample holder. All Rochelle salt piezoelectric coefficient were determined as well as the d36 for the KDP sample. The values found in the literature match well with the determined ones. As to the study KDP phase transition, the MD measurements using synchrotron radiation at LNLS were performed. The modifications in the geometry of the XRD station by adding a Huber three axes (w , f and 2q ) diffractometer makes possible to obtain Renninger scans (and also mapping of Bragg Surface Diffraction (BSD) peaks) with high resolution besides the normal two-beam diffraction experiments by choosing the adequate incident beam polarization. Prior results indicated (080) as the best choice for the KDP primary reflection and the (440)/(-440) four-beam case as the secondary. These two BSD reflections, where the secondary beam is propagated parallel to the sample surface, were involved in this study. An interval of 3.3º around f =0º position was measured while the electric field was increased up to 6 kV/cm. At this value, a transition was observed and the peaks became narrower and changed their Renninger scan position indicating the occurrence of a possible metaestable ferroelectric phase that turned out to be irreversible / Mestrado / Física / Mestre em Física