Orientador: Jorge Ivan Cisneros / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-16T20:45:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_JoseHumbertoDiasda_M.pdf: 2204822 bytes, checksum: 102e9d63f682a86ffe1ee82ef43d52a3 (MD5) Previous issue date: 1987 / Resumo: Uma série de amostras das ligas amorfas silício-nitrogênio-hidrogênio foi preparada na forma de filmes finos pelo processo de "sputtering" RF reativo usando um alvo de silício intrínseco e uma mistura gasosa de N2, H2 e Argônio. A composição das amostras foi variada alterando-se a pressão parcial de nitrogênio, com os outros parâmetros mantidos constantes. Os espectros de transmissão das amostras, medidos nas faixas do ultravioleta visível e infravermelho incluem a borda de absorção e as bandas de absorção vibracionais das amostras e foram usados na determinação dos coeficientes de absorção, índice de refração e espessura dos filmes. O "gap óptico" variou com a pressão parcial de nitrogênio entre 1.90 e 5.30 eV e apresentou uma transição brusca numa estreita faixa de pressões. Por outro lado o decréscimo do índice de refração entre 2.8 e 1.8 foi suave. Isto indica uma existência de uma variação bastante ampla da composição, a qual foi confirmada pelas densidades de ligações estimadas a partir das bandas do infravermelho. Estas bandas indicam também a presença de elevadas concentrações de hidrogênio (entre 22 e 40 % atômico) e a existência de defeitos estruturais do tipo micro-superfícies internas / Abstract: A series of thin film samples of amorphous silicon-nitrogen alloys was prepared by the RF reactive sputtering technique using an intrinsic silicon target and a gas mixture of N2, H2, and Argon. The nitrogen partial pressure was varied in order to get different compositions. the other deposition parameter were kept constant. Optical transmission spectra in the UV, visible and IR regions were measured in other to determine the absorption coefficient, refractive index and thickness of the films. The optical gap varied from 1.90 to 5.30 eV with the nitrogen partial pressure. Na abrupt change in Eg was observed in a narrow pressure range. On the other hand, the static refractive index showed a smooth decrease from 2.8 to 1.8. These data, together with the density of chemical bonds estimated from the infrared bands, indicate that a lager variation of composition was obtained. The intensity and position of the Si-H and N-H stretching bands indicate that there is a high atomic concentration of hydrogen in the samples (between 22 and 40%). The existence of voids in the material is also analyzed. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Alaide P. Mammana / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-20T18:12:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ramos_Airton_M.pdf: 6463183 bytes, checksum: a08b281129e53ecbab1203900ddd06f4 (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: Neste texto apresentamos nossos resultados da caracterização de filmes finos de silício amorfo hidrogenado (Si : H-a) obtidos pela técnica de "RF sputtering", usando um antigo sistema Varian que reconstruímos para este fim. As amostras foram depositadas sob diversas condições a fim de compreendermos a influência dos parâmetros do processo, tais como as pressões parciais de 'H IND. 2¿ e Ar, temperatura do substrato, potência de RF e tensão de polarização do catodo, nas propriedades dos filmes depositados. Assim, estudamos a taxa de deposição, a composição e as propriedades elétricas e ópticas de nosso material, medindo a espessura, a condutividade elétrica e a transmitância no IV e VIS das amostras depositadas ... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: In this text we present our results on the physical characterization of thin films of hidrogenated amorphous silicon (a-Si : H) obtained by RF sputtering, using an old Varian system that we have re-built for this purpose. The samples have been deposited on several conditions in order to understand the influence of the process parameters as 'H IND. 2¿ and Ar partial pressures, substrate temperature, RF power and cathode bias voltage, on the electrical and physical properties of the deposited films. So, we have studied the deposition rate, the composition and the electrical conductivity and IR and VIS transmitance. The deposition rate was strongly dependent on the 'H IND. 2¿ partial pressure, decreasing from 80 A/min to 20 A/min when the 'H IND. 2¿ pressur increased from 0 to 0.4 mTorr for 200 W of RF power. Increasinf the RF power from 100 to 300 W, the deposition rate increases strongly, but the thickness uniformity is worsened ... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Ivan Chambouleyron / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-19T20:32:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tolosa_FabioEnriqueFajardo_D.pdf: 3143657 bytes, checksum: 682fad4709e469a0b59d9a350223f147 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Neste trabalho é apresentado um estudo dos efeitos da incorporação de In, Ga e AI nas propriedades optoeletrônicas dos filmes de germânio amorfo hidrogenado (a-Ge:H). Os filmes dopados de a-Ge:H foram preparados pelo co-sputtering de pequenas quantidades das espécies dopantes (In, Ga ou AI) com um alvo cristalino de Ge, numa atmosfera de Ar+H2. A incorporação dos dopantes foi determinada pelas técnicas de Rutherford backscattering (In) e particle induced x-ray emission (Ga e AI). Da análise destes resultados foi estimado o valor do sputtering yield (Y) para In e Ga, para íons de Ar de ~ 600 eV, encontrando-se YIn ~ 2.4 átomos/íon e YGa ~ 1.6 átomos/íon. As diferentes séries de filmes foram caracterizadas por medidas de: transmissão óptica no UV-VIS, absorção no infravermelho, photothermal deflection spectroscopy (PDS), condutividade no escuro em função da temperatura, sinal de termopotência e espectroscopia Raman. Para os três tipos de dopantes encontrou-se um aumento na energia de ativação (Ea) da condutividade no escuro (de ~ 0.43 a ~ 0.55 eV) para pequenas concentrações, assim como uma contínua diminuição da condutividade à temperatura ambiente (sRT) [de ~ 5x10-5 a ~ 3x10-7 (W.cm)-1]. Estes dados indicam o deslocamento do nível de Fermi para o meio do gap, e a compensação por impurezas dos filmes de a-Ge:H não intencionalmente dopados (que são tipo-n). Altas concentrações de In, Ga ou AI produzem um decréscimo de Ea e um incremento de sRT, mostrando que o nível de Fermi continuou deslocando-se na direção da borda da banda de valência. Nestes casos o sinal de termopotência indica uma mudança de condução do tipo-n para o tipo-p. Relativo à desordem topológica no material dopado, foi encontrado que a cauda de Urbach permanece estável para baixas concentrações (~ 65 meV) incrementando-se para concentrações médias e altas até ~ 160 meV. As variações na energia da cauda de Urbach são uma conseqüência do incremento da desordem produzida pela incorporação dos átomos dopantes. Os resultados mostram que átomos substitucionais de In, Ga ou AI produzem um efeito de dopagem tipo-p na rede do a-Ge:H, com a criação de estados eletrônicos de caráter aceitador no pseudo-gap. Para altas concentrações foram observadas algumas diferenças na estrutura e processos de transporte, dependendo do tipo de impureza. Finalmente, são apresentados resultados da característica corrente-voltagem de interfaces de metal/a-Ge:H com propriedades retificantes. O melhor material para fazer- se a camada ativa destes contatos são os filmes de a-Ge:H compensados, já que possuem melhores propriedades eletrônicas que os filmes não intencionalmente dopados / Abstract: In this work a study of the effects of In, Ga and AI incorporation in the structural and optoelectronic properties of a-Ge:H films is presented. The doped a-Ge:H films were prepared by co-sputtering minute amounts of the dopant species (In, Ga or AI) with a c-Ge target in Ar+H2 atmosphere. The dopant incorporation in the films was determined by Rutherford backscattering (In) and particle induced X-ray emission (Ga and AI). From the analysis of these results the sputtering yield values for In and Ga were estimated, found Yln ~ 2.4 atoms/ion and YGa ~ 1.6 atoms/ion for ~ 600 eV Ar ions. The different series of films were characterized by measurements of: optical transmission in the UV-VIS, absorption in the infrared, photothermal deflection spectroscopy (PDS), dark conductivity versus temperature, thermopower signal and Raman spectroscopy. For the three dopants the activation energy (Ea) of the dark conductivity is found to increase (from ~ 0.43 to ~ 0.55 eV) at small dopant concentrations, and a concomitant decrease of the room-temperature dark conductivity sRT [from ~ 5x10-5 to ~ 3x10-7 (W>.cm)-l] is measured. These data indicate a Fermi level shift towards mid-gap, the impurities compensating the non-intentionally doped a-Ge:H (n-type) films. Higher concentrations of In, Ga or AI produce a decrease of Ea and an increase of sRT, indicating that the Fermi energy is further shifting towards the valence band edge. Thermopower measurements indicate a change from n- to p-type conduction. Concerning the topological disorder in the doped material, it has been found that the Urbach tail energy stays around 65 meV for low concentrations, increasing for medium and higher concentrations up to 160 meV. These changes in Urbach tail energy are the consequence of an increased disorder produced by incorporation of dopant atoms. The results show that substitutional In, Ga or AI atoms produce, in the a-Ge:H network, na active p-type doping effect with the creation of acceptor-like electron states in the pseudo-gap. For higher concentrations were observed differences in the structure and process of transport depending on the kind of impurity. Finally, results of the current-voltage characteristic of metal/a-Ge:H interfaces with rectifying properties are presented. The a-Ge:H compensated films are the best material for the active layer of these contacts, due to better electronic properties that the non intentionally doped films / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Ivan Emilio Chambouleyron / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-19T02:54:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mulato_Marcelo_M.pdf: 4153411 bytes, checksum: c97125a78140d38d5e8ade1ffa810c5a (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Nesse trabalho apresentamos resultados experimentais relacionados com a estrutura de microvoids e a hidrogenação de filmes finos de germânio amorfo hidrogenado (a-Ge:H). As amostras foram crescidas por rf reactive sputtering (13.56MHz) e foram estudadas como depositadas. Como técnicas de caracterização utilizou-se basicamente espectroscopia de infravermelho e espalhamento de raios-X a baixos ângulos (SAXS). Este não consiste num trabalho de otimização das propriedades optoeletrônicas de filmes de a-Ge:H, mas sim em uma compreensão da influência e tendências de alguns dos principais parâmetros de deposição (temperatura do substrato Ts, auto polarização dc (Bias) do alvo e razão entre pressão parcial de hidrogênio / pressão total) sobre as propriedades finais do filme fino. Os resultados indicam que a altas temperaturas (Ts > 150°C) o crescimento estrutural é função da mobilidade superficial dos ad-atoms de germânio e do bombardeio energético com íons de argônio, de acordo com algumas sugestões da literatura. A hidrogenação parece não afetar a fração volumétrica de voids. Alguns pontos sobre a análise de dados de SAXS são discutidos, sendo apresentadas possíveis falhas na interpretação dos dados. Um método numérico corretor para cálculo da função de distribuição de partículas espalhadoras é apresentado / Abstract: In this work experimental data related to micro void structure and hydrogenation of hydrogenated amorphous germanium (a-Ge:H) thin films are presented. The samples were grown by rf reactive sputtering (13.56MHz) and were studied as grown. The main characterization techniques were infrared spectroscopy and small angle X-ray scattering (SAXS). This work is not an effort for optimizing the a-Ge:H optoelectronic quality, but an effort for understanding the main deposition parameters (substrate deposition temperature Ts, target dc (bias) self polarization and the ratio hydrogen partial pressure/ total pressure) influence on the final thin film properties. The results show that at high deposition temperatures (Ts > 150°C) the structural grow is a function of the germanium ad-atoms surface mobility and argon ions energetic bombardment, as some works on the literature. The hydrogenation seems not to influence the void volume fraction. We make some comments on the SAXS data analysis. Possible failures or errors in the data analysis and its interpretation are presented. We propose a numerical corrector method to be used with the determination of the scattering particles distribution function / Mestrado / Física / Mestre em Física