Orientadores: Fernando Alvarez, Florestano Evangeliste / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-23T11:35:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Montes_CarlaBittencourtPapaleo_D.pdf: 5636330 bytes, checksum: fdcb683611d5c94d8bcafe2f9320f0de (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Apresentamos um novo método experimental para determinar o alinhamento de banda em heterojunções e aplicamos este para estudar a heterojunção c-Si/a-SixC1-x:H. Esse método utiliza uma versão moderna de uma espectroscopía muito utilizada: a espectroscopía de yield fotoelétrico excitada com fótons na região do ultra-violeta próximo. No espectro de yield podemos determinar as bordas da banda de valência do filme e do substrato devido ao grande intervalo dinâmico desta técnica. Também apresentamos um novo método para carbonizar a superfície de silício. Aplicando este método fomos capazes de crescer heterojunções c-SiC/c-Si a temperaturas inferiores das que são reportadas na literatura. A estrutura do filme e a morfologia foram estudadas in situ por RHEED e ex-situ por AFM, respectivamente. Encontramos que o crescimento ocorre em ilhas cristalinas orientadas preferencialmente na direção (001). As propriedades eletrônicas do filme foram investigadas in situ por XPS, UPS e LEYS-CFS. A análise das estruturas associadas aos níveis de caroço e a associadas aos plamons mostrou que temos um interface abrupta entre o filme estequiométrico e o substrato. O uso do LEYS-CFS permitiu a determinação da descontinuidade de banda de valência na interface embora o filme de SiC tenha nucleação em ilhas e não recobra completamente o substrato de Si. O valor encontrado para DEv foi 0.75± 0.08 eV. Esse resultado é discutido dentro da teoria existente na literatura / Abstract: We present a new experimenta1 method for determining band lineups at the semiconductor heterojunctions and apply it to the c-Si(100)/a-SixC1-x:H heterostructure. This method uses a modern version of an old spectroscopy technique: the photoeletric yield spectroscopy excited with photons in the near ultra-violet UV range. It is shown that both substrate and overlayer valence- and tops can be identified in the yield spectrum due to the high escape depth and the high dynamica1 range of the technique, thus a1lowing a direct and precise determination of the band lineup. We a1so present a new method to carbonize silicon surface. Applying this method we were able to grow c-SiC/c-Si heterojunctions at lower temperatures than the one reported in the literature. The c-SiC film structure and morphology were investigated in situ by Reflection High-Energy Electron Diffraction (RHEED) and ex-situ by Atomic Force Microscopy (AFM), respectively. It was found that the growth proceeds through the nucleation of cubic and relaxed crysta1line islands preferentia1ly oriented in (001) direction. The average island size increases with carbonization time. The electronic properties were investigated in situ by X-ray and UV photoemission spectroscopies and by photoelectric yield spectroscopy excited with low energy photons (visible and near -UV range). The ana1ysis of high resolution core level and plasma excitation spectra unambiguously shows that only stoichiometric SiC is present at the interface and demonstrates that the interface itself is abrupt. The use of the photoelectric yield technique operated in the constant final state mode a1lowed us to determine the va1ence band discontinuity a1though the SiC overlayer was cluster-like and did not cover uniform1y the Si substrate. The found va1ue is 0.75± 0.08 eV. This result is discussed in the framework of the current lineup theories / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Quando dirigimos nossa atenção ao deslocamento e rearranjo dos átomos de um alvo submetido à irradiação com feixe de Íons energéticos, designamos o fenômeno como Mistura Por Feixe De Íons, ou abreviadamente, IM ( do inglês "Ion Beam Mixing" ). O progresso na compreensão dos mecanismos do IM tem sido dificultado pela falta de procedimentos padronizados para a obtenção das amostras e análise dos resultados experimentais. Por outro lado, são raros os estudos sistemáticos da fenomenologia do IM em diferentes sistemas. No presente trabalho sugerimos procedimentos seguros para o estabelecimento de uma base fenomenológica mais sólida para o IM discutindo o significado, as incertezas e a relevância das grandezas físicas comumente empregadas no seu estudo. A seguir, são apresentados resultados referentes à interdifusão e formação de fases do sistema Fej Al discutindo seu significado com base em modelos propostos para os mecanismos do IM. / When the primary interest is the atomic rearrangement of a target submitted to ion beam irradiation, the phenomenon is termed Ion Beam Mixing (IM). The lack of common · procedures in producing samples and analysing experimental results has difficulted the progress in the comprehension of the basic mechanisms involved. On the other hand, systematic studies on the IM phenomenon in different systems are scarce. In the present work we suggest safe procedures to establish a more reliable basis for the IM phenomenology by discussing the role played by the physical parameters usually employed in its study. Finally, experimental results concerning the interdiffusion and phase formation in the Fe/ Al system are presented and discussed on the basis of the model mechanisms proposed to understand IM.

Quando dirigimos nossa atenção ao deslocamento e rearranjo dos átomos de um alvo submetido à irradiação com feixe de Íons energéticos, designamos o fenômeno como Mistura Por Feixe De Íons, ou abreviadamente, IM ( do inglês "Ion Beam Mixing" ). O progresso na compreensão dos mecanismos do IM tem sido dificultado pela falta de procedimentos padronizados para a obtenção das amostras e análise dos resultados experimentais. Por outro lado, são raros os estudos sistemáticos da fenomenologia do IM em diferentes sistemas. No presente trabalho sugerimos procedimentos seguros para o estabelecimento de uma base fenomenológica mais sólida para o IM discutindo o significado, as incertezas e a relevância das grandezas físicas comumente empregadas no seu estudo. A seguir, são apresentados resultados referentes à interdifusão e formação de fases do sistema Fej Al discutindo seu significado com base em modelos propostos para os mecanismos do IM. / When the primary interest is the atomic rearrangement of a target submitted to ion beam irradiation, the phenomenon is termed Ion Beam Mixing (IM). The lack of common · procedures in producing samples and analysing experimental results has difficulted the progress in the comprehension of the basic mechanisms involved. On the other hand, systematic studies on the IM phenomenon in different systems are scarce. In the present work we suggest safe procedures to establish a more reliable basis for the IM phenomenology by discussing the role played by the physical parameters usually employed in its study. Finally, experimental results concerning the interdiffusion and phase formation in the Fe/ Al system are presented and discussed on the basis of the model mechanisms proposed to understand IM.

Quando dirigimos nossa atenção ao deslocamento e rearranjo dos átomos de um alvo submetido à irradiação com feixe de Íons energéticos, designamos o fenômeno como Mistura Por Feixe De Íons, ou abreviadamente, IM ( do inglês "Ion Beam Mixing" ). O progresso na compreensão dos mecanismos do IM tem sido dificultado pela falta de procedimentos padronizados para a obtenção das amostras e análise dos resultados experimentais. Por outro lado, são raros os estudos sistemáticos da fenomenologia do IM em diferentes sistemas. No presente trabalho sugerimos procedimentos seguros para o estabelecimento de uma base fenomenológica mais sólida para o IM discutindo o significado, as incertezas e a relevância das grandezas físicas comumente empregadas no seu estudo. A seguir, são apresentados resultados referentes à interdifusão e formação de fases do sistema Fej Al discutindo seu significado com base em modelos propostos para os mecanismos do IM. / When the primary interest is the atomic rearrangement of a target submitted to ion beam irradiation, the phenomenon is termed Ion Beam Mixing (IM). The lack of common · procedures in producing samples and analysing experimental results has difficulted the progress in the comprehension of the basic mechanisms involved. On the other hand, systematic studies on the IM phenomenon in different systems are scarce. In the present work we suggest safe procedures to establish a more reliable basis for the IM phenomenology by discussing the role played by the physical parameters usually employed in its study. Finally, experimental results concerning the interdiffusion and phase formation in the Fe/ Al system are presented and discussed on the basis of the model mechanisms proposed to understand IM.

[pt] Nesta tese descrevemos a preparação de grafeno, puro e dopado com boro, de camadas simples como também a produção de duas ou mais camadas de grafeno. O processo de transferência para outros substratos é discutido objetivando aplicações futuras. Descrevemos também a caracterização morfológica utilizando a microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (FESEM). Espectroscopia Raman e por fotoelétrons induzidas por raios x (XPS) foram utilizadas para detectar e quantificar a dopagem com boro em amostras crescidas sobre substratos de cobre e transferidas para substratos de quartzo. Os resultados indicaram que a temperatura, pressão e tempo de crescimento são de fundamental importância para a síntese de grafeno, tendo sido realizado um estudo para formação a diferentes temperaturas, pressões e tempos de crescimento. Análises por XPS e por Raman indicaram que a maioria das amostras foram dopadas com boro de forma substitucional, apresentando também outros tipos de ambientes químicos na amostra, além das bandas G e 2D terem se deslocado para vermelho, que é um indicativo de dopagem. / [en] This thesis describes the preparation of pure and boron doped single layer graphene but, also graphene of two or more layers. The process of transfer to other substrates is discussed aiming future applications. We also describe the morphological characterization using field emission scanning electron microscopy (FESEM). Raman spectroscopy and x-ray induced photoelectron spectroscopy (XPS) were used to detect and quantify the doping with boron in the samples grown on copper substrate and transferred onto quartz substrates. The results indicated that the temperature, pressure and time of growth are crucial for graphene synthesis and we conducted a study in order to test different synthesis conditions: temperatures, pressures and times of growth. Analysis by XPS and Raman spectroscopy indicated that the majority of the samples were doped with boron in a substitution manner, also presenting other types of chemical environments in the sample in addition to the G and 2D bands had shifted to red, which is indicative of doping.

Orientador: Richard Landers / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-09T10:50:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pancotti_Alexandre_M.pdf: 2977317 bytes, checksum: 914d690fda86677fcc9c894c6f408409 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Nesse trabalho nos propomos a estudar a estrutura eletrônica e geométrica de ligas de superfície à partir de filmes ultra finos, da ordem de monocamada atômica , crescidos por MBE sobre substratos monocristalinos. Os filmes finos foram crescidos in situ e analizados por XPS (X-Ray Photoelectron Spectroscopy), PED (Photoelectron Diffraction), LEED (Low Energy Electron Diffraction) e UPS (Ultra Violet Photoelectron Spectroscopy). As ligas de superfície estudas foram InPd, SnPd e SbPd sempre sobre um substrato de Pd(111). Os resultados das medidas PED dos sistemas InPd e SnPd foram interpretadas usando programas tipo MSCD[1]. Foi mostrado que Sn e In em baixa cobertura formam uma estrutura (raiz2 3 x raiz2 3) R 30o ( e o In mostrou uma estrutura (1x1) para filmes com mais de 2 monocamadas, provavelmente na forma de ilhas sobre a superfície do Pd. Estudos anteriores mostraram que Sb sobre Pd(111) também apresenta a fase (raiz2 3 x raiz2 3)R 30o para baixas coberturas[2]. Os modelos que melhor se adequaram aos dados sugerem fortemente que os metais sp(In, Sn,e Sb) não difundem além da segunda monocamada. Durante estes estudos foi observado que a intensidade do satélite de shake-up do Pd tendia a zero para os átomos em contato direto com os metais s / Abstract: The purpose of this report is to present a study of the electronic and geometric structure of surface alloys grown by MBE (Molecular Beam Epitaxy) on single crystal substrates in the sub monolayer regime. The films were grown "in-situ" in the analysis chamber and analyzed by XPS (X-Ray Photoelectron Spectroscopy), PED (Photoelectron Diffraction), LEED (Low Energy Electron Diffraction) and UPS (Ultra Violet Photoelectron Spectroscopy). The alloys studied were InPd, SnPd e SbPd, all grown on the (111) face of a Pd crystal. The PED measurements for InPd and SnPd were analyzed using the MSCD code[3]. It was possible to show that for low coverages both metals formed a (raiz2 3 x raiz2 3) R 30o ( reconstruction and the first inter-planar distances were determined. For films with over two monolayers the In grew with a (1x1) structure probably in the form of islands separated by clean Pd. Previous studies showed that Sb[4] at low coverage also forms a (raiz2 3 x raiz2 3) R 30o ( structure. Our simulations suggest that In, Sn and Sb for the coverages studied do not diffuse beyond the second atomic layer. We also observed that the intensity of the Pd shake up satellite tends to zero for the Pd atoms in contact with these sp metals / Mestrado / Física da Matéria Condensada / Mestre em Física