¿Qué sabemos del galio? Que es un elemento químico, que pertenece al grupo lIlA del Sistema Periódico, que su símbolo es Ga, ... y probablemente no muchó más. La importancia de su descubrimiento, sus extraordinarias propiedades y sus usos hacen injusto este desconocimiento. Veamos a continuación, pues, algo de la química del galio.

Orientador: Mauro Monteiro Garcia de Carvalho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-21T20:30:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sato_JulioNoboru_M.pdf: 1907861 bytes, checksum: 9da572e0cf8e9f1e542ef7f2f309d976 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Apresentamos neste trabalho um estudo de crescimento homoepitaxial de GaAs que tem por objetivo calibrar o sistema CBE montado na Unicamp, auxiliando no crescimento de ligas ternárias e quaternárias. A escolha do crescimento de GaAs está baseada na sua grande importância em micro e optoeletrônica, assim como no fato de existir uma ampla referência bibliográfica sobre esta liga binária. Em nosso trabalho, mostramos que o modelo de Robertson e Donnelly pode ser usado para explicar o comportamento das taxas de crescimento obtidas. Mostramos, também, que a troca de marca do craqueador bem como a mudança da temperatura de craqueamento, influenciaram as características morfológicas, elétricas e de raio-X das amostras crescidas. Por fim, verificamos que as dopagens com silício e berílio, para as concentrações estudadas, são proporcionais a taxa de evaporação dos respectivos dopantes / Abstract: In this work we present a study on the growth of homoepitaxy of GaAs. Its goal is to calibrate the Chemical Beam Epitaxy system installed at this University, to help in the growth of ternary and quaternary alloys. The choice for GaAs growth was based on its importance for micro and optoelectronics, as well as on the existence of considerable amount of literature on this binary material. In our work we show that the model proposed by Robertson and Donnelly can be used to explain the behavior of the growth rate with respect to growth parameters. We also show that the use of two different cracker cells affected the morphological, electrical and crystallographic characteristics of the material. These characteristics were investigated as a function of the cracker cell temperature. Finally, we verified that Si and Be doping, for the doping levels considered in this study, are proportional to the evaporation rate of the sources used. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Paulo Motisuke / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T03:34:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Brasil_MariaJoseSantosPompeu_D.pdf: 4863601 bytes, checksum: c8365764a8c822e3eac4ac72431e2b88 (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: Neste trabalho apresentamos uma análise detalhada dos transientes de fotocorrente em amostras de GaAs semi-isolante, discutindo a sua aplicação e utilidade como um método de caracterização de impurezas e defeitos, com níveis de energia profundos na banda proibida, de semicondutores altamente esistivos. As medidas do transiente de fotocorrente foram realizadas com um sistema digital inteiramente projetado e construído no próprio laboratório. Apresentamos os detalhes deste projeto, incluindo o "hardware" e "software" envolvidos. O sistema realiza medidas do transiente em tempo real, com alta resolução e fidelidade. Resumimos as noções básicas de emissão e captura de portadores de carga pelos centros num semicondutor, necessárias para analisar os transientes de fotocorrente. Apresentamos um sistema de equações que descrevem estes processos de emissão e captura com as soluções correntes de primeira aproximação encontradas na literatura. Avançamos nesta análise, propondo soluções analíticas com menos aproximações que descrevem melhor o fenômeno experimental. Apresentamos também simulações do transiente de corrente através das soluções numéricas das equações diferenciais com condições de contorno muito próximas das experimentais. Tanto as soluções analíticas quanto as numéricas apresentam comportamentos semelhantes na descrição dos transientes observados. A alta resolução dos transientes medidos permitiu uma análise original e detalhada da forma do decaimento de fotocorrente, comparando-os com as previsões dos modelos teóricos. Em conseqüência, foi possível fazer também uma análise critica do método convencional de tratamento de transientes de fotocorrente, baseado no denominado espectro PITS ("Photo Induced Transient Spectroscopy"). Finalmente, sugerimos um método alternativo de análise direta dos transientes, o que possibilitou a determinação de valores muito mais confiáveis dos parâmetros para os níveis de energia profundos em semicondutores resistivos. Apresentamos espectros PITS de GaAs semi-isolante em diferentes configurações de polarização, iluminação e condições de superfície. Caracterizamos as armadilhas observadas nestas amostras, incluindo as energias de ativação e seções de choque de captura de portadores. Observamos também que, sob condições especiais, ocorre um fenômeno pouco compreendido: o aparecimento de picos negativos no espectro PITS. Apresentamos uma interpretação original para este fenômeno, que está contida nas soluções analíticas e numéricas, apresentadas neste trabalho, para o sistema de equações diferenciais que descrevem o transiente / Abstract: We present a detailed analysis or photocurrent transients in semi-insulating GaAs and we discuss its usefulness as a method for characterization or deep level impurities and defects in high resistivity semiconductors. The photocurrent transient measurements were performed in a "home made" automatic digital system. We present the project details including the hardware and software. This system has the capacity to measure transients in real time with high resolution and fidelity. We summarize the fundamentals of charge carrier emission and capture from deep centers in semiconductors, necessary to analyze the photocurrent transients. We present the differential equations that describes the emission and capture processes with solutions in the first approximation found in the literature. We propose new analytic solutions. in high dark current approximation, that better describe the experimental phenomena. We also present photocurrent transient simulations using numerical solutions of the differential equations with initial conditions very similar to the experimental ones. Both the analytic and numeric solutions presented here, describe equally well the observed photocurrent decay. The high resolution or the measured transients allowed na original and detailed analysis or the photocurrent decay shape. We made a critical analysis or the conventional method or photocurrent transients treatment. based on the so called Photo Induced Transient Spectroscopy (PITS) spectra. In conclusion, we suggest an alternative method for PITS data reduction based on direct analysis of the photocurrent transients, that resulted in more reliable values of activation energy and capture cross section for semi-insulating materials. We present PITS spectra of semi-insulating GaAs in different configurations of polarization, illumination and surface conditions. We characterize the observed traps in the samples, including the activation energies and carrier capture cross sections. We also observed negative peaks in PITS spectra. We present an original interpretation of this phenomenon, based in our analytical and numerical solutions of the differential equation set / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

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.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-14Bitstream added on 2014-06-13T18:06:42Z : No. of bitstreams: 1 souza_cr_me_bauru.pdf: 1744437 bytes, checksum: 840f4ce118445e06a98739ba74de8824 (MD5) / Neste trabalho buscamos, após gerar simulações computacionais usando a teoria DFT e como instrumento o programa Crystal09, na supercélula de 32 átomos do GaN, comparar a estrutura não otimizada com a otimizada, a fim de compreender suas principais diferenças. Em uma segunda etapa da pesquisa, analisamos os efeitos das vacâncias de átomos de gálio e de nitrogênio em mais de um átomo na mesma estrutura, simulando defeitos nesse material. Por fim, estudamos os efeitos indiretos da variação da temperatura no gap de energia. Pudemos concluir que, em relação a energia total e o valor do gap de energia, as estruturas otimizada e não otimizado apresentam valores muito próximos, não apresentando muitas vantagens o processo de otimização. Em alguns casos, o material tornou-se degenerado do tipo p ou n, de acordo com a vacância apresentada. Simulamos e analisamos os efeitos que o aumento da temperatura causa nos valores dos parâmetros a e c na célula unitária, determinando o gap de energia, pudemos observar a sua diminuição, favorecendo a condutividade elétrica do material / In this research we seek, after generating computer simulations using the DFT theory and the Crystal09 program as a tool in the supercell of 32 atoms of GaN, compared to non-optimized structure with optimized in order to understand their differences. In a second stage of the research, analyzed the effects of vacancies and gallium atoms of nitrogen in more than one atom in the same structure, simulating defects in this material. Finally, we study the indirect effects of temperature variation in the energy gap. We concluded that, in relation to total energy and the value of the energy gap, the optimized and non-optimized structures have very similar values, not presenting many advantages the optimization process. In some cases, the material became degenerate p-type or n-type, in accordance with the vacancy appears. We simulate and analyze the effects that the increase in temperature causes the values of the unit cell parameters a and c, determining the energy gap, we could observe its decrease, favoring the electrical conductivity of the material

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.

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.

Orientador: Carlos Henrique de Brito Cruz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-21T05:03:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrade_LeandroHostalacioFreirede_M.pdf: 4439692 bytes, checksum: 77db6e2ac2646585704557fd59c0df81 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: Experimentos de espectroscopia de femtosegundos na liga AlxGa1-xAs tem recebido crescente atenção nos últimos anos por causa da sua implicação na compreensão da dinâmica de portadores fora do equilíbrio e por causa da sua importância tecnológica no desenvolvimento de dispositivos optoeletrônicos. Em particular, os processos dinâmicos mais rápidos freqüentemente não podem ser medidos de outra forma. Como importantes eventos de espalhamento na liga AlxGa1-xAs ocorrem na escala de dezenas a centenas de femtosegundos, experimentos usando lasers de femtosegundos são bem apropriados para o estado de tais processos. Neste trabalho estudamos experimentalmente os processos de relaxação ultra-rápidos aos quais estão sujeitos portadores na banda de condução da liga AlxGa1-xAs. Para esta composição da liga o "gap" é indireto. Experiências recentes indicam a ocorrência de fenômenos ultra-rápidos interessantes para esta região de composição. As experiências são realizadas utilizando-se a técnica de "excitação e prova" utilizando-se pulsos de 50 fs derivados de um laser "colliding pulse mode-Iockeâ dye laser" funcionando na configuração "cavity-dumping". Os portadores fotoexcitados pelo pulso de excitação são sujeitos à vários processos de espalhamento de seus estados iniciais, a transmissão de um feixe de prova é a "sonda" usada para se medir a desocupação destes estados iniciais. O principal processo observado é o espalhamento dos portadores fotoexcitados no vale central T para os vales laterais, principalmente os vales X na fronteira da zona de Brillouin. Através de uma análise baseada na estrutura de bandas da liga AlxGa1-xAs e na regra de ouro de Fermi determinamos o potencial de deformação DT-X (4.5 x 108), para este material. Este potencial de deformação é basicamente igual ao acoplamento existente entre o vale central e os vales laterais X induzido pelas vibrações dos fonons LO da rede. Este potencial de deformação é um número não conhecido na literatura. Mesmo para o GaAs estimativas para este parâmetro se espalham entre valores que vão de 1 x 108 eV/cm até 1 x 109 eV/cm. A não-linearidade medida indica algumas prováveis novas aplicações para a liga do ponto de vista de fenômenos ultra-rápidos: chave elétro-ótica rápida, absorvedor saturável para lasers e bistabilidade ótica / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientadores: Alaide Pelegrini Mammana, Mauro Monteiro Garcia de Carvalho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-15T08:42:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_ClovisEduardoMazzotti_M.pdf: 9422102 bytes, checksum: 354b01ec5ec627eb460beddfa4acc6b8 (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

En este trabajo se ha realizado una simulación numérica detallada del fenómeno de cambio de fase sólido-líquido, por ser esta fenomenología de gran interés en diferentes áreas industriales. La simulación realizada implica problemas de no linealidad, fuertes acoplamientos y frontera móvil. Como resultado de esto, solo para las configuraciones más simples se pueden utilizar herramientas analíticas, mientras que para resolver la mayoría de problemas de interés se requiere el uso de métodos numéricos. Estos métodos consisten en discretizar las ecuaciones que definen la fenomenología que nos ocupa en pequeñas celdas o volúmenes de control. En este estudio se ha optado por utilizar el Método de Volúmenes Finitos (FVM) para la discretización de las ecuaciones gobernantes utilizando mallas cartesianas. Se utiliza una malla desplazada; esto quiere decir que las componentes del vector velocidad se calculan en las caras de los volúmenes de control, lo que permite un acoplamiento adecuado entre la ecuación de conservación de la masa y momentum. Tanto el código como las soluciones numéricas han sido convenientemente verificados. La verificación del código consiste en comprobar que éste está libre de errores de programación y que el comportamiento de los esquemas numéricos implementados está acorde con su comportamiento teórico. Para la verificación de la solución numérica se han utilizado métodos de extrapolación de Richardson o realizando un estudio de refinamiento de malla y observando la evolución de algunas magnitudes características del problema como pueden ser la fracción de líquido en el dominio o el número de Nusselt en la pared caliente.Una vez que el código y las soluciones numéricas han sido convenientemente verificados, la validación final de la simulación del proceso es la que se obtiene de comparar los resultados predecidos con los datos experimentales.El problema de la fusión del galio en una cavidad rectangular calentada por un lado ha sido ampliamente utilizado por investigadores con el fin de evaluar los métodos numéricos para la resolución del cambio de fase. Si bien comentar que este material tiene las ventajas de que sus propiedades termofísicas están bien establecidas, que tiene una temperatura de cambio de fase cercana a la temperatura ambiente y que es un material con gran interés industrial, también presenta algunas desventajas como es el hecho de que tiene un comportamiento anisotrópico en cuanto a la conductividad térmica de la fase sólida. No obstante, el gran número de trabajos experimentales que se encuentran en la literatura relacionados con este material nos ha conducido a escoger este material para la realización de un estudio detallado del cambio de fase sólido-líquido en este trabajo.Si bien en la literatura aparece este problema con diferentes configuraciones, en este trabajo nos hemos centrado en el estudio del caso en que la relación de aspecto (alto/ancho) es de 0,5.Existen diferentes métodos numéricos pararesolver problemas de cambio de fase sólido líquido: métodos que siguen la frontera móvil, métodos que fijan la frontera móvil, etc. En este trabajo utilizaremos el Método Entálpico pues nos permite utilizar una malla fija en todo el dominio, la condición de Stefan queda impuesta de manera implícita, permite la coexistencia de más de un frente de cambio de fase y permite que la interfase tenga un cierto grosor. El caso que nos ocupa tiene la singularidad de encontrarse en un rango de Prandtl muy bajo. Esto provoca que se alcance el régimen turbulento para números de Rayleigh relativamente bajos. Esto nos ha hecho pensar sobre la conveniencia de realizar un estudio más detallado para determinar para que valor de Rayleigh se produce la transición de régimen permanente a flujo oscilatorio y de éste a un régimen caótico. Los problemas que han ido surgiendo a lo largo de la realización de este trabajo nos han conducido a la utilización del método multibloc, también conocido como método de descomposición de subdominios. El método se emplea considerando flujos incompresibles y mallas desplazadas. En este trabajo se explicarán las modificaciones que han sido necesarias para la utilización de este método en la fenomenología del cambio de fase sólido líquido. Se han utilizado dos aproximaciones: una conservativa y otra basada en la presión. Para la obtención de la solución de referencia se ha empleado los métodos de subdominios basados en la presión, pues con el método conservativo se han observado discrepancias entre la solución obtenida con un único subdominio y la obtenida con varios subdominios. Finalmente, se ha realizado un estudio parámetrico del caso, para el cual se han considerado diferentes relaciones de aspecto, diferentes condiciones de contorno y variaciones de ±10% en las propiedades termofísicas con respecto al caso de referencia, con el objetivo de ver como afectan estas modificaciones sobre la fenomenología que nos ocupa. / In this thesis a detailed numerical simulation of liquid-solid phase change phenomena has been made, because this phenomenology is of great interest in different industrial areas. The simulation done implies problems of nonlinearity, strong couplings and movable interphase. Like a result, only for the simplest configurations analytical tools can be used, whereas to solve the most of interest problems numerical methods are needed. These methods consist in the discretisation of the equations that define the phenomenology in small cells or control volumes. In this study the Finite Volume Method (FVM) has been used for the governing equations discretisation using Cartesian meshes. A displaced mesh is used; this means that the components of the speed vector are calculated in the faces of the control volumes, which allows a correct coupling between the continuity and momentum equations. So the code as the numerical solutions have been properly verified. The code verification consist of verifying that this is free of programming errors and that the behaviour of the numerical schemes is agreed with the theoretical one. For the verification of the numerical solution the Richardson Extrapolation Method or a mesh refinement study have been used. Once the code and the numerical solutions have been properly verified, the final validation of the process simulation is obtained comparing the numerical results with experimental ones.The Gallium melting problem in a square cavity heated by a side has been widely used by investigators with the objective of evaluatingthe numerical methods used for solving the phase change phenomena. Although this material have the advantages of its thermophysical properties are well established, the phase change temperature is near the room temperature and is a material with a great industrial interest, also presents some disadvantages like having an anisotropic thermal conductivity of the solid phase. However, the great number of experimental works that can been found in the literature, lead us to choose this material for doing a detailed study of the solid liquid phase change in this work. Although in the literature this problem appears with different configurations, in this thesis we have centered in the study of the case with an aspect ratio (height/width) of 0.5. Different numerical methods exist to solve solid-liquid phase change problems: methods that follow the moving interphase, methods that fix the moving interphase, etc. In this work we have used the Enthalpy Method because it allows us to use a fixed mesh in all the domain, the Stefan condition is imposed implicitly, it allows the coexistence of more than one front of phase change and allows the interphase has a thickness.This case has the singularity of being in a low Prandtl number range. This causes that a turbulent state has been reached for relatively low Rayleigh numbers. This has made think us on the convenience of making a detailed study to determine the transition of permanent regime to oscillating flow and from oscillating flow to chaotic regime. The problems than have been found in the accomplishment of this work have lead us to the use of multiblock method. This method is used considering incompressible flows and moved meshes. We will explain the modifications that have been necessary for using this method in the phase change phenomena. Two approaches have been used: a conservative one and a pressure based one. For obtaining the reference solution has been use the pressure based method, because the conservative method presents discrepancies between the obtained solution with an only subdomain and the obtained with several subdomains. Finally, a parametric study has been done, considering different aspect ratios, boundary conditions and variations of ±10% in the thermophysical properties with respect to the reference case, with the objective to see as these changes affect on the phenomenology that occupies to us.