Resumo: Nesta dissertação de mestrado é apresentado um estudo detalhado do comportamento magnético anisotrópico de epicamadas de MnAs crescidas por feixe de epitaxia molecular sobre substratos de GaAs(001) e GaAs(111)B, Medidas de magnetização à temperatura ambiente revelaram que as epicamadas de MnAs tem uma forte anisotropia magnética. No caso das epicamadas MnAs/GaAs(001), a direção de magnetização fácil ocorre no plano dos filmes ao longo da direção cristalográfica [110] dos filmes finos MnAs que é paralela a direção [110] do substrato de GaAs, Observa-se ciclos de histerese quase retangulares com magnetização remanente relativamente alta e campo coercivo baixo. No 111 no plano de filme e corresponde a um plano de magnetização fácil, A deformação da célula unitária do MnAs devido a efeitos de tensão residual é amplamente conhecida na literatura, A diferença nos coeficientes de expansão térmica do MnAs e do GaAs combinado a efeitos de tensão induzida pela aplicação do campo magnético tornam a transição de fase magnetoestrutural do MnAs bastante complexa. Em particular a coexistência das fases ferromagnética e paramagnética nessas epicamadas difere significativamente daquela observada no caso do MnAs massivo, É proposto um modelo baseado na rotação coerente da magnetização para simular os ciclos de histerese magnética de epicamadas de MnAs em temperaturas ao redor da transição de fase magnetoestrutural, A partir dos resultados das simulações é demonstrado que as contribuições das energias magnetoelás- ticas e magnetostrietivas para a densidade de energia livre são cruciais para corretamente descrever a magnetização de ambos os tipos de epicamadas de MnAs, A magnetização foi obtida para campos magnéticos aplicados em diferentes temperaturas e orientações relativas à rede cristalina do MnAs a partir de procedimentos padrões de minimização da densidade de energia livre magnética. Parâmetros fenomenológicos foram usados nos termos de energia de anisotropia magnética em diferentes temperaturas. Utilizamos como variáveis livres nas simulações somente as constantes de acoplamento magnetoelásticas do MnAs, Os coeficientes de acoplamento magnetoelástico obtidos são compatíveis com valores previamente medidos para o MnAs e contribuem significativamente para os termos de primeira ordem e segunda ordem da anisotropia magnética. Os resultados das nossas simulações são consistentes também com a manifestação de uma componente de magnetização fora do plano do filme de MnAs sobre substratos de GaAs(001), Essa componente de magnetização perpendicular já foi observada e relatada, O presente modelo indica que ela é induzida por efeitos de tensão durante a coexistência de fases e que persiste em temperaturas acima da temperatura de Curie da componente de magnetização no plano.

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 2018-07-20T09:35:51Z (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: Leinig Antonio Perazolli / Banca: Maria Aparecida Zaghete Bertochi / Banca: Marcelo Henrique Armoa / Resumo: Devido à crescente industrialização e aumento populacional nos últimos anos, processos alternativos e ambientalmente limpos são pesquisados para controle no descarte de resíduos no ambiente. Dentre estes processos, a fotocatálise heterogênea tem despertado interesse científico-tecnológico devido sua potencialidade para tal aplicação. Devido a isto, a motivação deste estudo é oriunda da necessidade do entendimento das propriedades fotocatalíticas dos materiais para posteriormente aplicá-los adequadamente na degradação de compostos orgânicos. O presente estudo tem por objetivo geral a investigação da influência da dopagem com Cu2+ no TiO2 nas propriedades estruturais, ópticas e fotocatalíticas. Para isto, os materiais foram sintetizados pelo método dos precursores poliméricos (Pechini) com posteriores tratamentos térmicos. Para entendimento de suas propriedades, estes foram caracterizados por difração de Raios X, espectroscopia de espalhamento Raman, espectroscopia óptica na região do ultravioleta e visível, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de fotoluminescência. Experimentos fotocatalíticos para avaliação das atividades fotocatalíticas dos materiais foram feitos para descoloração do corante Rodamina B. Os resultados obtidos indicaram que o aumento da temperatura de tratamento, sendo estas, de 500, 600 e 700 ºC, provocou a transição de fase de anatase para rutilo nos materiais. Porém, a introdução do cobre nos materiais tratados à 500 e 600 ºC, promoveu a est... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Due to increasing industrialization and population growth in recent years, alternative and environmentally clean processes are search for control in the disposal of waste in the environment. Among these processes, the heterogeneous photocatalysis has aroused scientific and technological interest due to its potential for such application. Owing to this, the motivation of this study stems from the need of understanding the photocatalytic properties of the materials for later apply them suitably in the degradation of organic compounds. The present study has the general objective of investigating the influence of Cu2+ doping on TiO2 in the structural, optical and photocatalytic properties. For this, the materials were synthesize by the polymeric precursor method (Pechini) with subsequent heat treatment. For the understanding their properties, the materials were characterize by X Ray diffraction, Raman scattering spectroscopy, optical spectroscopy in the ultraviolet and visible region, scanning electron microscopy and photoluminescence spectroscopy. Photocatalytic experiments for evaluation of photocatalytic activity of materials were made to discoloration of Rhodamine B dye. The obtained results indicated that increasing treatment temperature, being these, 500, 600 and 700 ºC, led to anatase to rutile transformation in the materials. However, introduction of copper on materials treated at 500 and 600 ºC promoted anatase phase stabilization, while for 700 ºC, the introduction of dopant favored the anatase to rutile transition. For all treatment temperatures, introduction of dopant caused decreases in band gap energies, as well local order distortions, which led to the formation of energy states. These defects promoted a blueshift in the photoluminescent emission bands of materials with increasing copper concentration. The sample containing 0.5% of copper heat-treated at 500 ºC show... / Mestre

Orientador: Leinig Antonio Perazolli / Banca: Elias de Souza Monteiro Filho / Banca: Elaine Cristina Paris / Resumo: Neste trabalho foi realizado um estudo das propriedades fotocatalíticas de filmes multicamadas SnO2/Ag/TiO2 e SnO2/Ag/TiO2 dopado com Ag. A camada de TiO2 (sem e com dopagem de Ag) foi obtida pelo método Pechini. Os catalisadores foram preparados com diferentes percentagens de prata (0,0, 0,5 e 1,0%) e diferentes temperaturas de calcinação (500, 600 e 700°C). Foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (FEG - SEM) com espectroscopia de dispersão de energia (EDS), difração de Raios X (DRX), espectroscopia de reflexão difusa (ERD), microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HRTEM), área de superfície específica baseado no método BET, espectroscopia de fotoluminescência (PL) e espectroscopia de fotoelétrons de Raios X (XPS). A atividade fotocatalítica dos pós foi determinada por testes de descoloração do corante Rodamina-B. A solução contendo o corante e o catalisador, na concentração de 0,01 mmol L-1 e 0,1 g L-1, respectivamente, foi submetida a radiação com lâmpada germicida de 11 W por 120 minutos. Os testes de controle, para efeito de comparação, foram realizados com TiO2 anatase (marca Synth) e testes de fotólise. Nas imagens, obtidas por MEV, todas as composições de prata empregadas apresentaram morfologias semelhantes, a elevação da temperatura de calcinação leva a uma diminuição da porosidade e a geração de agregados de partículas (coalescência). Os difratogramas de Raios X indicam a influência da prata na geração de fases distintas de T... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work, a study of photocatalytic properties of multi-layer films consisting of SnO2/Ag/TiO2 and SnO2/Ag/TiO2 doped with silver. The TiO2 layer (without and with Ag doping) was obtained by the Pechini method. The catalysts were prepared with different percentage of silver (0, 0,5 and 1,0 %) and different calcination temperatures (500, 600 and 700°C), characterized by field emission gun - scanning electron microscopy (FEG-SEM) with spectroscopy energy dispersive (EDS), X-ray diffraction (XRD), diffuse reflectance spectroscopy (ERD), high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), specific surface area based on the BET method, Photoluminescence spectroscopy (PL) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).The powders' photocatalytic activity was defined by Rhodamine-B discoloration test. The solution containing the dye and the catalyst, in the concentration of 0,01 mmol L-1 e 0,1 g L-1 respectively, were submitted to radiation with 11 W germicidal lamp for 120 minutes. The control tests, for comparison effects, were made with TiO2 anatase (Synth brand) and photolysis tests. In the images, obtained by SEM, all the silver compositions employed presented similar morphologies, the calcination temperature rise leads to a decreased porosity and the generation of particles clusters. The X-ray diffractograms indicates the doping influence in the generation of distinct TiO2 phases during the catalysts synthesis, stabilizing the anatase phase. The BET, HRTEM, ERD analysis... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by VINÍCIUS TEODORO DA SILVA null (viteodorosilva@gmail.com) on 2017-04-06T22:12:34Z No. of bitstreams: 1 Dissertação.pdf: 3247226 bytes, checksum: e8d11006787b8d184f0a05a9106e0956 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-04-12T20:12:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_vt_me_araiq_par.pdf: 763634 bytes, checksum: f9a41c1fbffa7e2784336490e1b007b7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-12T20:12:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_vt_me_araiq_par.pdf: 763634 bytes, checksum: f9a41c1fbffa7e2784336490e1b007b7 (MD5) Previous issue date: 2017-03-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Devido à crescente industrialização e aumento populacional nos últimos anos, processos alternativos e ambientalmente limpos são pesquisados para controle no descarte de resíduos no ambiente. Dentre estes processos, a fotocatálise heterogênea tem despertado interesse científico-tecnológico devido sua potencialidade para tal aplicação. Devido a isto, a motivação deste estudo é oriunda da necessidade do entendimento das propriedades fotocatalíticas dos materiais para posteriormente aplicá-los adequadamente na degradação de compostos orgânicos. O presente estudo tem por objetivo geral a investigação da influência da dopagem com Cu2+ no TiO2 nas propriedades estruturais, ópticas e fotocatalíticas. Para isto, os materiais foram sintetizados pelo método dos precursores poliméricos (Pechini) com posteriores tratamentos térmicos. Para entendimento de suas propriedades, estes foram caracterizados por difração de Raios X, espectroscopia de espalhamento Raman, espectroscopia óptica na região do ultravioleta e visível, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de fotoluminescência. Experimentos fotocatalíticos para avaliação das atividades fotocatalíticas dos materiais foram feitos para descoloração do corante Rodamina B. Os resultados obtidos indicaram que o aumento da temperatura de tratamento, sendo estas, de 500, 600 e 700 ºC, provocou a transição de fase de anatase para rutilo nos materiais. Porém, a introdução do cobre nos materiais tratados à 500 e 600 ºC, promoveu a estabilização da fase anatase, enquanto que para a temperatura de 700 ºC, a introdução do dopante favoreceu a transição de fase de anatase para rutilo. Para todas as temperaturas de tratamento, a introdução do dopante provocou diminuições das energias de band gap, e também, distorções à ordem local, as quais levaram à formação de estados de energia. Estes defeitos promoveram um blueshift nas bandas de emissão fotoluminescentes dos materiais com o aumento da concentração de cobre. A amostra contendo 0,5% de cobre tratada termicamente à 500 ºC apresentou maior atividade fotocatalítica, permitindo aproximadamente 98,3% de descoloração da Rodamina B em 60 minutos de reação. Esta amostra foi depositada em substrato de alumínio pelo método de deposição eletroforética, obtendo-se aproximadamente 125 μm de espessura de material depositado. Este filme apresentou atividade fotocatalítica com aproximadamente 89,5% de descoloração do corante Rodamina B em 120 minutos de reação. O método Pechini foi eficiente para obtenção dos materiais a base de TiO2 dopados com Cu2+, os quais obtiveram atividade fotocatalítica para descoloração do corante Rodamina B. As técnicas de caracterização utilizadas permitiram o estudo da influência do dopante nas propriedades estruturais, ópticas e fotocatalíticas dos materiais. O método de deposição eletroforética do material em substrato de alumínio foi eficiente para obtenção do filme, o qual obteve atividade fotocatalítica na descoloração do corante. / Due to increasing industrialization and population growth in recent years, alternative and environmentally clean processes are search for control in the disposal of waste in the environment. Among these processes, the heterogeneous photocatalysis has aroused scientific and technological interest due to its potential for such application. Owing to this, the motivation of this study stems from the need of understanding the photocatalytic properties of the materials for later apply them suitably in the degradation of organic compounds. The present study has the general objective of investigating the influence of Cu2+ doping on TiO2 in the structural, optical and photocatalytic properties. For this, the materials were synthesize by the polymeric precursor method (Pechini) with subsequent heat treatment. For the understanding their properties, the materials were characterize by X Ray diffraction, Raman scattering spectroscopy, optical spectroscopy in the ultraviolet and visible region, scanning electron microscopy and photoluminescence spectroscopy. Photocatalytic experiments for evaluation of photocatalytic activity of materials were made to discoloration of Rhodamine B dye. The obtained results indicated that increasing treatment temperature, being these, 500, 600 and 700 ºC, led to anatase to rutile transformation in the materials. However, introduction of copper on materials treated at 500 and 600 ºC promoted anatase phase stabilization, while for 700 ºC, the introduction of dopant favored the anatase to rutile transition. For all treatment temperatures, introduction of dopant caused decreases in band gap energies, as well local order distortions, which led to the formation of energy states. These defects promoted a blueshift in the photoluminescent emission bands of materials with increasing copper concentration. The sample containing 0.5% of copper heat-treated at 500 ºC showed higher photocatalytic activity, allowing discoloration of approximately 98.3% of Rhodamine B in 60 minutes of reaction. This sample was deposited on aluminum substrate by electrophoretic deposition method, which obtained approximately 125 μm thickness of deposited material. This film had photocatalytic activity with approximately 89.5% of discoloration of Rhodamine B in 120 minutes of reaction. The Pechini method was efficient to obtain Cu2+ doped TiO2 based materials, which obtained photocatalytic activity for discoloration of the Rhodamine B dye. The characterization techniques allowed the study of the influence of the dopant on the structural, optical and photocatalytic properties of the materials. The method of electrophoretic deposition of the material on aluminum substrate was efficient to obtain the film, which obtained photocatalytic activity in the discoloration of the dye.

Orientador: José Humberto Dias da Silva / Banca: Andre Santarosa Ferlauto / Banca: Luis Vicente de Andrade Scalvi / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: Neste trabalho apresenta-se um método para cálculo de constantes ópticas de filmes semicondutores baseado em medidas de transmitância (T) e refletância (R) na faixa espectral entre 0,50 eV, com possível extensão par a região do infravermelho médio e distante e para o ultravioleta. O método consiste na utilização dos espectros de R para melhorar a estender a determinação dos valores do índice de refração (n) e do coeficiente de extinção (k). Como uma primeira aproximação, o método é baseado no espectro de T para calcular os valores de n na região espectral das franjas de interferência e de (k) em toda a faixa do espectro de T, como feito em outros métodos. A melhoria realizada está relacionada ao uso dos valores aproximados de n - da extrapolação dos valores obtidos na região das franjas de interferência, para calcular valores refinados de n usando o espectro de R na região de alta absorção. O método possibilita determinar os valores de k em toda faixa na qual os valores medidos de T tenham bom grau de exatidão. Outra vantagem é a possibilidade de refinamento dos valores das constantes ópticas utilizando os espectros de R e T alternadamente. O uso de R possibiita um ajuste melhor dos valores de n, principalmente na região de alta absorção (dispersão anômala) enquanto os espectros de T permitem cálculos refinados de K, principalmente para valores acima do bandgap, e a dispersão do índice de refração em baixa absorção. São utilizadas expressões completas para transmitância e refletância, derivadas diretamente das equações de Maxwell, as quais levam em conta as reflexões múltiplas coerentes nos filmes e as incoerências nos substratos. O trabalho experimental envolve a deposição de amostras de TiO2 pela técnica de sputering reativo e medidas de transmitância na faixa de energia de 0,38 eV a 6,20 eV e medidas de refletância usando esfera integradora entre 0,50 eV a 4,96 eV. Para testar... / Abstract: This work presents the end result of the developmet of a method for calculation of optical constants of semiconductor films based on measured transmitance (T) and reflectance (R), which allows the calculation of the spectral optical constants in the range of 0.5 eV to 5.0 eV, with possible extension to the middle and far infrared and the ultraviolet. The calculation method consists in the use of R spectra to improve and extend the determination of the values of the refractive index (n) and extinction coefficient (k). As a first approximation, the method is based on the T spectrum to calculate the n values in the spectral region of the interference fringes and the k values across the spectral range of T, as done in other methods. The improvement realized is related to the use of k values calculated initially from T spectrum, and aproximated n values - extrapolating the values obtained in the region of the interference fringes, to calculate refined n values using the R spectrum in the high absorption region. The method makes possible to determine the k values across the range in which the measured values T have good degree of accuracy. Another advantage observed in the present method is the possibility of refining the values of the optical constants using the R and T spectra alternately. The use of R enables a better fit to the n values, particularity the high absorption region (or anomalous dispersion region), while T spectra allow refined calculations of k, mainly above the bandgap, and the dispersion of the refractive index in low absorption. The calculations use the complete expressions for transmittance and reflectance, derived directly from Maxwell's equations. The expression used take into account the coherent multiple reflections in the films and incoherent in the substrate. The experimental work involved the transmittance measurements at a range of energy from 0.38 eV to 6.20 eV nm and reflectance measurement using integrating... / Mestre

Made available in DSpace on 2016-01-13T13:26:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-08-03. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:32:05Z : No. of bitstreams: 1 000855125.pdf: 2104677 bytes, checksum: 15bdfea4db1f3d540e6d00dc6077e93a (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho apresenta-se um método para cálculo de constantes ópticas de filmes semicondutores baseado em medidas de transmitância (T) e refletância (R) na faixa espectral entre 0,50 eV, com possível extensão par a região do infravermelho médio e distante e para o ultravioleta. O método consiste na utilização dos espectros de R para melhorar a estender a determinação dos valores do índice de refração (n) e do coeficiente de extinção (k). Como uma primeira aproximação, o método é baseado no espectro de T para calcular os valores de n na região espectral das franjas de interferência e de (k) em toda a faixa do espectro de T, como feito em outros métodos. A melhoria realizada está relacionada ao uso dos valores aproximados de n - da extrapolação dos valores obtidos na região das franjas de interferência, para calcular valores refinados de n usando o espectro de R na região de alta absorção. O método possibilita determinar os valores de k em toda faixa na qual os valores medidos de T tenham bom grau de exatidão. Outra vantagem é a possibilidade de refinamento dos valores das constantes ópticas utilizando os espectros de R e T alternadamente. O uso de R possibiita um ajuste melhor dos valores de n, principalmente na região de alta absorção (dispersão anômala) enquanto os espectros de T permitem cálculos refinados de K, principalmente para valores acima do bandgap, e a dispersão do índice de refração em baixa absorção. São utilizadas expressões completas para transmitância e refletância, derivadas diretamente das equações de Maxwell, as quais levam em conta as reflexões múltiplas coerentes nos filmes e as incoerências nos substratos. O trabalho experimental envolve a deposição de amostras de TiO2 pela técnica de sputering reativo e medidas de transmitância na faixa de energia de 0,38 eV a 6,20 eV e medidas de refletância usando esfera integradora entre 0,50 eV a 4,96 eV. Para testar... / This work presents the end result of the developmet of a method for calculation of optical constants of semiconductor films based on measured transmitance (T) and reflectance (R), which allows the calculation of the spectral optical constants in the range of 0.5 eV to 5.0 eV, with possible extension to the middle and far infrared and the ultraviolet. The calculation method consists in the use of R spectra to improve and extend the determination of the values of the refractive index (n) and extinction coefficient (k). As a first approximation, the method is based on the T spectrum to calculate the n values in the spectral region of the interference fringes and the k values across the spectral range of T, as done in other methods. The improvement realized is related to the use of k values calculated initially from T spectrum, and aproximated n values - extrapolating the values obtained in the region of the interference fringes, to calculate refined n values using the R spectrum in the high absorption region. The method makes possible to determine the k values across the range in which the measured values T have good degree of accuracy. Another advantage observed in the present method is the possibility of refining the values of the optical constants using the R and T spectra alternately. The use of R enables a better fit to the n values, particularity the high absorption region (or anomalous dispersion region), while T spectra allow refined calculations of k, mainly above the bandgap, and the dispersion of the refractive index in low absorption. The calculations use the complete expressions for transmittance and reflectance, derived directly from Maxwell's equations. The expression used take into account the coherent multiple reflections in the films and incoherent in the substrate. The experimental work involved the transmittance measurements at a range of energy from 0.38 eV to 6.20 eV nm and reflectance measurement using integrating... / FAPESP: 12/20445-4

Orientador: Monica Alonso Cotta / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-26T18:23:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bortoleto_JoseRobertoRibeiro_M.pdf: 4248819 bytes, checksum: 00f2488236012de0fe573b693c93b1be (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Apresentamos nesta tese o estudo da dinâmica de crescimento de filmes homoepitaxiais de InP crescidos pela técnica de Epitaxia por Feixe Químico (CBE) em função da temperatura e do tipo de substrato de InP(100). A investigação topográfica foi realizada no espaço real por meio da técnica de microscopia de força atômica. As imagens topográficas dos filmes foram analisadas utilizando os conceitos de comportamento de escala e os respectivos expoentes críticos. Nossos resultados experimentais mostram que, dentro da faixa usual de temperatura empregada na técnica CBE, a morfologia superficial dos filmes homoepitaxiais de InP pode variar de tridimensional (3D) a bidimensional (2D), passando por uma estrutura 3D alongada particular.Esta estrutura aparece somente em determinadas condições de crescimento (fluxo de precursores e temperatura) e suas características são sensíveis ao tipo de substrato empregado. Além disso, observamos várias etapas na evolução da morfologia da superfície do filme durante o crescimento CBE. O emprego da Teoria Contínua e os resultados de comportamento de escala obtidos experimentalmente, possibilitaram determinar os principais processos microscópicos superficiais envolvidos na formação dos filmes de InP(100) e propiciaram a dedução de uma equação contínua de crescimento, capaz de descrever qualitativamente a dinâmica de crescimento destes filmes. Nesta equação foram incluídos os mecanismos microscópicos de deposição e difusão superficial com bias espacial / Abstract: In this work we study the growth dynamics of homoepitaxial InP(100) fi1ms obtained by Chemical Beam Epitaxy (CBE) and its dependence on temperature and type of substrate used. The topography of the samples was measured by Atomic Force Microscopy and analyzed using fractal and scaling concepts. Our experimental results show that, for the growth temperature range used in the CBE technique, the surface morphology of InP films can vary from three-dimensional (3D) to two-dimensional (2D), with an intermediate 3D structure elongated along particular directions. This structure is formed only for a particular set of growth conditions (precursor flows and temperature); its characteristics depend on the type of substrate used for growth. We also report here the several stages observed in the evolution of the InP surface morphology during CBE growth. Using Continuum Theory, we considered the critical exponents observed experimentally to propose an equation that qualitatively describes the growth dynamics of InP films. This equation includes deposition and surface diffusion with a spatial bias as the most relevant microscopic processes during InP growth / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Lisandro Pavie Cardoso / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-01T15:15:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gelamo_RogerioValentim_M.pdf: 2883516 bytes, checksum: 037fad0f84f261ef470c369f53390af6 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo:Neste trabalho, heteroestruturas semicondutoras com camadas finas de espessura variável de GaxIn1-xP, crescidas sobre substratos de GaAs(001) através da técnica de Epitaxia por Feixe Químico (CBE), foram analisadas por curvas de rocking e difração múltipla de raios-X. Através das curvas de rocking em sistemas de duplo-cristal e também triplo-eixo, foi possível determinar a estrutura analisada com as composições, os parâmetros de rede perpendiculares e as espessuras das camadas que compõem cada uma das amostras. Camadas buffer de GaAs tensionadas e a presença de camadas interfaciais finas (13 a 20 Þ ) de GaAsyP1-y entre as camadas GaxIn1-xP e buffer, foram obtidas das simulações das curvas de rocking, realizadas com programa baseado na teoria dinâmica de raios-X, fornecendo assim, os melhores ajustes para as curvas experimentais. A técnica de difração múltipla de raios-X mostrou-se de extrema utilidade neste trabalho, pois as varreduras Renninger, em torno dos picos BSD, caso especial da difração múltipla em que o feixe secundário se propaga paralelamente à superfície da amostra, mostraram sensibilidade suficiente para a detecção dos picos híbridos que correspondem as contribuições de diferentes redes em uma única varredura. O ajuste desses picos com o programa baseado na difração múltipla[19] , permitiu a determinação dos parâmetros de rede paralelos às interfaces e a largura mosaico das camadas GaxIn1-xP, e de camadas interfaciais de GaAsyP1-y, que já haviam sido detectadas por curvas de rocking. Foram ainda obtidas topografias de superfície em todas as amostras, através de microscopia de força atômica, e o comportamento das curvas rugosidade média versus espessura foi relacionado à tensão na rede, provavelmente causada pela deformação tetragonal da rede cristalina das camadas de GaxIn1-xP / Abstract: In this work, semiconductor heterostructures with thin GaxIn1-xP layers of different thicknesses, grown on top of GaAs(001) substrates by the technique of Chemical Beam Epitaxy (CBE); were analyzed through rocking curves and x-ray multiple diffraction. From the rocking curves obtained in a double-crystal and also triple-axes systems it was possible to determine the analyzed structure together with the compositions, the perpendicular lattice parameters and, the thicknesses of the layers in each sample. GaAs strained buffer layers as well as the occurrence of thin epitaxial GaAsyP1-y (13 to 20 Þ ) surface layers between the GaxIn1-xP epilayers and the buffer were obtained from the rocking curve simulations with the x-ray dynamical theory program, giving rise to the best match for the experimental curves. The x-ray multiple diffraction technique has bee of great utility in this work since the Renninger scan portions with the BSD peaks, special MD cases in which the secondary beam is propagated parallel to the sample surface, have provided enough sensitivity to detect the hybrids peaks. These peaks correspond to contributions of the different lattices (substrate or layer) in the same Renninger scan. The adjustment of these peaks with the program[19] based on the MD phenomenon has provided to obtain the lattice parameters (substrate and layer) parallel to the interface and the mosaic spread of the GaxIn1-xP layers and of the GaAsyP1-y thin interafce layers, that have already been detected by the rocking curves. Surface topography of all samples were also obtained by atomic force microscopy and it was possible to relate the behavior of the average roughness curves as a function of the layer thickness to the lattice strain, probably caused by the tetragonal distortion of the GaxIn1-xP layer crystalline lattices / Mestrado / Física / Mestre em Física