Orientador: Maria Glória Caño de Andrade / Resumo: Este trabalho é baseado no estudo do comportamento de um diodo PIN de multicamadas utilizado como célula solar. Esse estudo é desenvolvido por meio de simulações em ambiente virtual, validada a partir de dados experimentais, e tem como foco principal o comportamento da geração de corrente pelo dispositivo, tanto na interação entre o dispositivo e uma determinada faixa do espectro luminoso, como na influência que as alterações nas dimensões dessa célula solar podem trazer na tensão gerada. O diodo PIN proposto encontra-se em uma lâmina SOI (Silicon On Insulator) com uma potencial aplicação destinada para a alimentação de circuitos que necessitam de ultrabaixa potência (ULP – Ultra Low Power), tais como sensores de campo para monitoramento e circuitos subcutâneos para monitoramento médico. É construído por uma camada dupla com diferentes semicondutores (silício e germânio) e, através de alterações em sua estrutura (mudança dos materiais e das dimensões), será verificado o comportamento dos principais parâmetros de uma célula solar, tais como fator de forma (FF), corrente fotogerada, tensão de circuito aberto, corrente de curto-circuito, tensão e corrente de trabalho e potência gerada pelo dispositivo. Adicionalmente, é também analisado o comportamento de penetração e absorção do espectro luminoso na célula solar e a existência de alterações nos parâmetros medidos quando há alteração na posição das camadas de semicondutores, com a finalidade de demonstrar que o incremento de uma... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work is based on the study of multilayer PIN diode used as a solar cell. This study was developed through simulations in a virtual environment with the main focus of the generation current by the device so much in the interaction between the device and a range of the light spectrum as well as in the influence the changes in the dimensions of the solar cell may bring in the voltage generated. It is composed of a double layer with different semiconductors (silicon and germanium), and though changes in its structure (materials and dimensions change), it will be verified the behavior of main parameters of a solar cell, such as Fill Factor (FF), photogenerated current, open-circuit voltage, short circuit current, work voltage and work current and the generated power will by the device. Additionally, it was also verified the behavior of the penetration and absorption of the light spectrum in the solar cell, and the existence of changes in the measured parameters when there is a change of position in the semiconductor layers, to demonstrate that the increase of a germanium layer may bring to the device concerning entirely silicon device. The results obtained indicate that there was an increase in the photogeneration when the germanium layer is positioned above the silicon layer. This way, this work demonstrates that small changes in the construction and the thickness of the lateral PIN diode used as a solar cell provide an increase in efficiency of more than 136% when comparing... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

As estruturas metal-óxido-semicondutor (MOS) são o coração dos transistores de efeito de campo. O estudo e caracterização físico-química desses dispositivos foram a chave para o avanço da tecnologia do Si na indústria microeletrônica. Hoje, a ciência busca novos materiais para a produção de dispositivos de alta mobilidade. Um dos materiais visados é o Ge, pois apresenta mobilidade de cargas superior ao Si (duas vezes para elétrons e quatro vezes para lacunas). Porém, a interface Ge/GeO2 é de natureza reativa, limitando seu uso na construção de tais dispositivos. Muitos esforços têm sido feitos para superar as limitações. Entre eles, encontram-se a passivação da superfície do Ge a partir de solução aquosa de (NH4)2S, previamente a deposição do dielétrico. Outra etapa do processamento desse material na indústria a ser investigada são os tratamentos térmicos posteriores à deposição: a caracterização de estruturas MOS de Pt/HfO2/Ge submetidas a tratamentos térmicos levaram a melhoria das propriedades elétricas. Nesse sentido, o trabalho tem como objetivos investigar o papel da passivação sulfídrica em estruturas dielétrico/Ge e a influência do eletrodo de Pt nas estruturas Pt/HfO2/Ge quando submetidas a tratamentos térmicos. / The heart of field effect transistors is the metal-oxide-semiconductor (MOS) structure. Physico-chemical characterization of the materials employed in such structures enabled the development of Si technology. Nowadays, in order to build high mobility devices, new material are needed. Ge is an alternative material, since its carrier mobilities are higher than those of Si (almost two times for electrons and four times higher for holes). However, the GeO2/Ge interface is not thermally stable, which is a problem for its use on electronic devices. Many attempts to enhance this stability were already investigated. Among them, sulfur passivation of the Ge surface was employed using (NH4)2S aqueous solution prior to the deposition of dielectric layers. Another important step in the fabrication of MOS structures is post-deposition annealing. Pt/HfO2/Ge MOS structures presented improved electrical characteristics following post deposition annealing. The main objectives of this work are to investigate the role of sulfur passivation on dielectric/Ge structures and the influence of Pt electrode in Pt/HfO2/Ge structures submitted to post deposition annealing.

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2016-10-14T14:07:00Z No. of bitstreams: 1 TeseRCG.pdf: 9443950 bytes, checksum: c796772c281fb76668fa0cfcaa9debe4 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-21T13:11:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseRCG.pdf: 9443950 bytes, checksum: c796772c281fb76668fa0cfcaa9debe4 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-21T13:11:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseRCG.pdf: 9443950 bytes, checksum: c796772c281fb76668fa0cfcaa9debe4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-21T13:11:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseRCG.pdf: 9443950 bytes, checksum: c796772c281fb76668fa0cfcaa9debe4 (MD5) Previous issue date: 2016-08-09 / Não recebi financiamento / The element germanium is part of the history of electronic equipment based on semiconductor from its early days with the invention of the transistor, until today with current research related to growth of germanium nanowires and their application in devices such as transistors, sensors, solar cells, etc. Different experimental methods can be used for obtaining germanium nanowires. Among these, one of the most widely used and efficient is the vapor-liquid-solid mechanism, in which vapor phase germanium is adsorbed onto a liquid seed metal catalyst, usually gold, and then precipitated at the liquid-solid interface, resulting in the nanowire. Although the metal has only the catalyst function, some atoms may diffuse along the nanowires and affect their properties. Then, one of the aims of this work was to synthesize germanium nanowires by the vapor-liquid-solid method with the use of five different catalysts – gold, silver, copper, indium and nickel – and verify the influence of the metal on structural properties of the nanowires. As result of this stage it was found that is possible to obtain nanowires basically composed of single crystalline germanium with diamond structure, without apparent defects, having long-range order and with length/ diameter ratio of 103, using all the tested metals. Also in this stage it was observed that the metal catalyst had an influence on: the settings of synthesis process, such as the temperature of the heat treatment and the synthesis temperature, and consequently in the germanium oxide around the nanowires; the diameters and diameter distributions of the nanowires, that lead to phonon confinement effect in nanowires with small diameters grown using nickel. Regarding applications, the current interest in germanium is justified by some of its properties such as high carrier mobility (electrons and holes), small values of indirect (0,66eV) and direct (0,8eV) energy gaps associated with high absorption coefficient of electromagnetic radiation in visible an infrared wavelength, and a large excitonic Bohr radius which highlights quantization effects. Thus, another objective of this research was to investigate electrical and optoelectronic characteristics of the produced germanium nanowires, constructing single nanowire devices and nanowire networks devices. The results of this part showed that: all the devices presented the semiconductor behavior expected for single crystalline germanium; the metal-semiconductor contact behavior – ohmic or Schottky – depended on the synthesis temperature and for the Schottky contacts, an insulating layer on the metal-nanowire interface, probably composed by germanium oxide, caused an increasing linear dependence of the barrier height with temperature; both thermal activation mechanism as well as variable range hopping were observed in germanium nanowire network devices, since small differences in diameter or on the surface of the nanowires can change the dominant transport mechanism, due to the large surface/ volume ratio of these nanostructures; the photoconductor and the photodiode constructed with germanium nanowire network presented photo-response in a wide range of illumination power in visible and infrared light wavelengths. Finally, complementing this PhD program, the activities of science dissemination developed at the IFSP campus Sertãozinho prepared this institution for scientific research in physics and showed the first results both in physics as in the physics teaching; motivating high school and college students to continue their studies. / O elemento químico germânio faz parte da história dos equipamentos eletrônicos baseados em semicondutores desde seus anos iniciais, com a fabricação do primeiro transistor, até os dias de hoje, com pesquisas como as que estão sendo realizadas nos últimos anos sobre o crescimento de nanofios de germânio e sua aplicação em dispositivos como transistores, sensores, células solares, etc. Os nanofios de germânio podem ser sintetizados por vários métodos, sendo um dos mais comuns e eficientes o mecanismo vapor-líquido-sólido, em que vapor de germânio é adsorvido por um metal catalisador em estado líquido, geralmente ouro, e precipita-se na interface líquido-sólido compondo o nanofio cristalino. Ainda que o metal tenha somente a função de catalisador, alguns átomos podem se difundir no nanofio afetando suas propriedades. Assim, um dos objetivos deste trabalho foi sintetizar nanofios de germânio pelo método vapor-líquido-sólido com o uso de cinco diferentes catalisadores – ouro, prata, cobre, índio e níquel – e verificar a influência do catalisador em propriedades estruturais desses nanofios. Como resultados desta etapa, verificou-se que é possível sintetizar nanofios constituídos basicamente por germânio monocristalino em estrutura diamante, sem defeitos aparentes, com ordem de longo alcance e relação comprimento diâmetro da ordem de 103 para todos os metais de teste. Observou-se, ainda nesta etapa, que o metal catalisador exerceu influência: em configurações do processo de síntese, como temperatura de tratamento térmico e temperatura de síntese, e como consequência desta última, na camada de óxido de germânio ao redor dos nanofios; nos diâmetros e distribuição de diâmetros dos nanofios, com consequente efeito de confinamento de fônons nos nanofios de menor diametro crescidos com o níquel. Em relação às aplicações, o interesse atual pelo germânio se justifica por algumas de suas características, como a alta mobilidade de portadores (elétrons e buracos), os pequenos valores de gap de energia direto (0,8eV) e indireto (0,66eV) associados a um alto coeficiente de absorção de radiação eletromagnética em comprimentos de onda da luz visível e infravermelha, além de um grande raio excitônico de Bohr que destaca os efeitos de quantização. Desta forma, outro objetivo desta pesquisa foi investigar características elétricas e optoeletrônicas dos nanofios de germânio produzidos, através da construção de dispositivos de um único nanofio e de rede de nanofios. Os resultados desta parte do trabalho mostraram que: todos os dispositivos apresentaram o comportamento semicondutor esperado para o germânio monocristalino; o comportamento do contato metal-semicondutor – ôhmico ou Schottky – dependeu da temperatura de síntese dos nanofios e que, para os contatos Schottky, uma camada isolante na interface metal-nanofio, provavelmente de óxido de germânio, gerou uma dependência linear crescente da altura de barreira com a temperatura e contribuiu com a condução de corrente através de processos de tunelamento; tanto o mecanismo de ativação térmica quanto o hopping de alcance variável participaram do transporte de portadores nos dispositivos de rede de nanofios de germânio, já que pequenas diferenças no diâmetro ou na superfície dos nanofios podem alterar o mecanismo de transporte dominante, devido à grande razão superfície/ volume nessas nanoestruturas; que o fotocondutor e o fotodiodo construídos com a rede de nanofios de germânio apresentaram foto-resposta em uma larga faixa de potências de iluminação em comprimentos de onda da luz visível e infravermelha. Por fim, complementando o doutorado, as atividades de difusão da ciência realizadas no IFSP campus Sertãozinho prepararam esta instituição para a pesquisa científica na área de física, mostraram os primeiros resultados tanto na área de física quanto de ensino de física e motivaram a continuidade de estudos em estudantes de ensino médio e superior.

As estruturas metal-óxido-semicondutor (MOS) são o coração dos transistores de efeito de campo. O estudo e caracterização físico-química desses dispositivos foram a chave para o avanço da tecnologia do Si na indústria microeletrônica. Hoje, a ciência busca novos materiais para a produção de dispositivos de alta mobilidade. Um dos materiais visados é o Ge, pois apresenta mobilidade de cargas superior ao Si (duas vezes para elétrons e quatro vezes para lacunas). Porém, a interface Ge/GeO2 é de natureza reativa, limitando seu uso na construção de tais dispositivos. Muitos esforços têm sido feitos para superar as limitações. Entre eles, encontram-se a passivação da superfície do Ge a partir de solução aquosa de (NH4)2S, previamente a deposição do dielétrico. Outra etapa do processamento desse material na indústria a ser investigada são os tratamentos térmicos posteriores à deposição: a caracterização de estruturas MOS de Pt/HfO2/Ge submetidas a tratamentos térmicos levaram a melhoria das propriedades elétricas. Nesse sentido, o trabalho tem como objetivos investigar o papel da passivação sulfídrica em estruturas dielétrico/Ge e a influência do eletrodo de Pt nas estruturas Pt/HfO2/Ge quando submetidas a tratamentos térmicos. / The heart of field effect transistors is the metal-oxide-semiconductor (MOS) structure. Physico-chemical characterization of the materials employed in such structures enabled the development of Si technology. Nowadays, in order to build high mobility devices, new material are needed. Ge is an alternative material, since its carrier mobilities are higher than those of Si (almost two times for electrons and four times higher for holes). However, the GeO2/Ge interface is not thermally stable, which is a problem for its use on electronic devices. Many attempts to enhance this stability were already investigated. Among them, sulfur passivation of the Ge surface was employed using (NH4)2S aqueous solution prior to the deposition of dielectric layers. Another important step in the fabrication of MOS structures is post-deposition annealing. Pt/HfO2/Ge MOS structures presented improved electrical characteristics following post deposition annealing. The main objectives of this work are to investigate the role of sulfur passivation on dielectric/Ge structures and the influence of Pt electrode in Pt/HfO2/Ge structures submitted to post deposition annealing.

Orientador: Carlos Kenichi Suzuki / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T14:50:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sekiya_EdsonHaruhico_D.pdf: 10677198 bytes, checksum: cae4461929410b2836eccdf5d42891e8 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Em 1996, teve início no LIQCIFEMlUNICAMP, o projeto "Desenvolvimento de Preforma de Fibra Óptica pelo Método V AD", com o objetivo de desenvolver o processo V AD, por ser considerado um dos mais avançados em termos de eficiência e custos de produção da fibra óptica, e também pela possibilidade de implementar inovações tecnológicas. Inserido neste contexto, no presente trabalho foi despendido um grande esforço tanto no estudo fundamental, quanto em tecnologia industrial relacionado ao processo V AD, principalmente nas etapas de consolidação e desidratação. Na consolidação, estudou-se os mecanismos de densificação e colapsamento das bolhas, fundamentais para se obter uma preforma totalmente transparente. As influências do fluxo de cloro e da temperatura na desidratação são cruciais na remoção das hidroxilas, alcançando-se concentrações inferiores a 0,05 ppm. O efeito da desidratação na remoção e na "moldagem" do perfil de germânia na preforma também foi estudada. Desta forma obteve-se sucesso em entender os mecanismos para a produção de uma preforma totalmente transparente, com baixa concentração de hidroxilas e um perfil adequado de dopagem, fundamentais para produzir fibras ópticas com baixa atenuação óptica e baixa dispersão moda! / Abstract: The V AD - vapor phase axial deposition program in Brazil started in 1996 through the initiative of the Laboratory of Integrated Quartz Cyc1e, of The State University of Campinas, FEMIDEMA. Besides the establishment of this advanced technology in Brazil, the main objective of this program is to understand the fundamental properties of V AD made silicagermania and their correlation to the processing parameters. Therefore, a great effort has been developed in the present research in terms of technological innovations and basic understanding related to V AD processo In this sense, all phases of consolidation evolution from the preform densification, through the elimination of bubbles, until the totally transparent perforrn have been studied. Hydroxyl concentration smaller than 50 ppb has been obtained by dehydration procedure conducted under the chlorine atmosphere. The effect of temperature and chlorine flow rate as a function hydroxyl content was studied. The influence of dehydration treatment to shape the germanium profile in the preform has also been studied. The present research work was very successful to establish the fundamental knowledge to obtain a low OH, and a suitable doping profile silica-germania preform for optical fiber / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

As estruturas metal-óxido-semicondutor (MOS) são o coração dos transistores de efeito de campo. O estudo e caracterização físico-química desses dispositivos foram a chave para o avanço da tecnologia do Si na indústria microeletrônica. Hoje, a ciência busca novos materiais para a produção de dispositivos de alta mobilidade. Um dos materiais visados é o Ge, pois apresenta mobilidade de cargas superior ao Si (duas vezes para elétrons e quatro vezes para lacunas). Porém, a interface Ge/GeO2 é de natureza reativa, limitando seu uso na construção de tais dispositivos. Muitos esforços têm sido feitos para superar as limitações. Entre eles, encontram-se a passivação da superfície do Ge a partir de solução aquosa de (NH4)2S, previamente a deposição do dielétrico. Outra etapa do processamento desse material na indústria a ser investigada são os tratamentos térmicos posteriores à deposição: a caracterização de estruturas MOS de Pt/HfO2/Ge submetidas a tratamentos térmicos levaram a melhoria das propriedades elétricas. Nesse sentido, o trabalho tem como objetivos investigar o papel da passivação sulfídrica em estruturas dielétrico/Ge e a influência do eletrodo de Pt nas estruturas Pt/HfO2/Ge quando submetidas a tratamentos térmicos. / The heart of field effect transistors is the metal-oxide-semiconductor (MOS) structure. Physico-chemical characterization of the materials employed in such structures enabled the development of Si technology. Nowadays, in order to build high mobility devices, new material are needed. Ge is an alternative material, since its carrier mobilities are higher than those of Si (almost two times for electrons and four times higher for holes). However, the GeO2/Ge interface is not thermally stable, which is a problem for its use on electronic devices. Many attempts to enhance this stability were already investigated. Among them, sulfur passivation of the Ge surface was employed using (NH4)2S aqueous solution prior to the deposition of dielectric layers. Another important step in the fabrication of MOS structures is post-deposition annealing. Pt/HfO2/Ge MOS structures presented improved electrical characteristics following post deposition annealing. The main objectives of this work are to investigate the role of sulfur passivation on dielectric/Ge structures and the influence of Pt electrode in Pt/HfO2/Ge structures submitted to post deposition annealing.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-10-06T13:50:45Z No. of bitstreams: 1 TeseMM.pdf: 4347312 bytes, checksum: a5a64729ea719b0ac57b31c2cdeeb425 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T16:14:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseMM.pdf: 4347312 bytes, checksum: a5a64729ea719b0ac57b31c2cdeeb425 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T16:14:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseMM.pdf: 4347312 bytes, checksum: a5a64729ea719b0ac57b31c2cdeeb425 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-20T16:14:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseMM.pdf: 4347312 bytes, checksum: a5a64729ea719b0ac57b31c2cdeeb425 (MD5) Previous issue date: 2016-03-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / In this study, we present the production and characterization of a novel binary glass system: (100-x)SbPO4-xGeO2 where x = 30, 40, 50, 60, 70, 80 and 90 mol %. The dependence of GeO2 content on thermal, structural and optical properties were investigated by thermal analysis (DSC), Raman spectroscopy, UV-Visible absorption, infrared transmittance and M-lines techniques. Glass transition temperatures (Tg) shows an almost constant value around 400 °C when GeO2 content was increased. Thermal stability (ΔT = Tx-Tg) increases almost linearly with GeO2 content reaching a maximum value (300 °C). Ions Er3+ and Yb3+ were further incorporated into system SG in different proportions. Infrared and up-conversion emission processes were investigated. The emission spectra in the infrared region showed that the incorporation of Yb3+ ions into the glass composition increases the emission intensity at 1538 nm (4I13/2  4I15/2). The up-conversion processes showed a higher intensity emission at 522 nm and 544 nm (green) and 652 nm (red) regions and the emission mechanism has been the same as proposed in several works in literature. Finally, the glass sample showing the highest emission intensity at 1538 nm was chosen for micromachining using femtosecond laser. The waveguides having the lowest propagation losses were used for the optical internal gain proceeds. The best result obtained for internal gain at 1535 nm was around 1.7 dB/cm and this value is in agreement with other glass systems based on germanium and phosphates glasses present in literature. / Neste estudo, foi realizado a preparação e caracterização do sistema vítreo: (100-x) SbPO4-xGeO2 (SG), onde x varia entre 30 e 90% em mol. A dependência da concentração de GeO2 nas propriedades térmicas, ópticas e estruturais foram estudadas. O comportamento térmico foi investigado através da análise térmica (DSC), enquanto as propriedades estruturais foram estudadas por espectroscopia de espalhamento Raman. As propriedades ópticas foram avaliadas usando as espectroscopias na região do UV-Vis, infravermelho e M-Lines. No sistema SG a temperatura de transição vítrea (Tg) apresenta uma pequena variação e se encontra por volta de 400 °C quando a concentração de GeO2 foi alterada. O parâmetro de estabilidade térmica (ΔT = Tx-Tg) aumenta quase linearmente com o aumento da quantidade de GeO2, alcançando um valor máximo de 300 °C. Para o sistema SG foram incorporados ainda íons Er3+ e Yb3+ em diferentes proporções e as emissões na região do infravermelho e os processos de conversão ascendente de energia (upconversion) foram investigados. Os espectros de emissão na região do infravermelho mostram que a incorporação de íons Yb3+ na composição química do vidro, aumenta a intensidade de emissão em 1538 nm (4I13/2  4I15/2). Os processos de up-conversion mostram emissões de alta intensidade na região do verde (522 e 544 nm) e vermelho (652 nm), e os mecanismos das emissões foram estudados e propostos. Por fim, a amostra com a maior intensidade de emissão em 1538 nm foi escolhida para a realização da microfabricação de guias ópticos, usando lasers de femtossegundo. Os guias de onda que apresentaram as menores perdas por propagação, foram utilizados para as medidas de amplificação óptica.

A rápida e crescente demanda por tecnologias que permitam a redução das dimensões dos transistores planares de porta única leva a uma nova era de dispositivos tensionados mecanicamente. Os transistores de múltiplas portas (MuGFET) com canal de silício e o MOSFET planar convencional com canal de germânio são alguns destes promissores dispositivos avançados a receberem o tensionamento mecânico para aumento da mobilidade dos portadores. O tensionamento mecânico uniaxial, biaxial e ambos combinados são analisados através de simulação numérica de processos e dispositivos e medidas experimentais em três técnicas de tensionamento diferentes, além da análise de medidas obtidas de dispositivos experimentais para análise do aumento da mobilidade dos portadores através da transcondutância máxima. A linha de corte 1D de cada componente do tensionamento simulado é estudado de acordo com a sua dependência com a largura, altura, comprimento do canal e materiais utilizados, assim como a influência que as componentes de tensionamento exercem sobre os parâmetros elétricos analógicos, como transcondutância, ganho intrínseco de tensão e frequência de ganho de tensão unitário. A operação dos dispositivos de silício sobre isolante (SOI Silicon On Insulator) MuGFETs de porta tripla com variações no formato da secção transversal do canal do transistor e variações no comprimento e largura da aleta é estudada em casos selecionados. Um completo estudo da distribuição do tensionamento mecânico gerado por tensionamento global e por tensionamento local é realizado em estruturas com aleta retangular e trapezoidal, juntamente com o impacto destas na mobilidade e nos parâmetros analógicos são realizados. Estruturas nMuGFET SOI com comprimento de canal mais curto alcançaram aumentos maiores de mobilidade utilizando-se o tensionamento uniaxial, enquanto que as estruturas com comprimento de canal mais longo retornaram maior mobilidade com o tensionamento biaxial, resultado da diferente efetividade de cada técnica de tensionamento em cada estrutura. Estruturas MOSFETs convencionais planares com tensionadores embutidos na fonte e dreno em canal de germânio para incremento da mobilidade também são analisadas. Simulações numéricas do processo de fabricação são realizadas e calibradas com dispositivos experimentais em transistores tipo n e tipo p, possibilitando o estudo futuro de estruturas MuGFET de germânio. / The fast and growing demand for technologies that enable the reduction of dimensions of planar single gate transistors leads to a new era of mechanically stressed devices. Multiple gate transistors (MuGFET) with silicon channel and planar bulk MOSFET with germanium channel are some of these promising advanced devices to receive the mechanical stress to increase carriers mobility. The uniaxial stress, biaxial stress and both of them combined are analyzed by process and device numerical simulations in three different strain techniques and also the analysis of experimental measurements for analysis of carriers mobility increase through maximum transconductance. The 1D cut line of each simulated stress component is studied according to their dependence on the width, height and length of the channel and the materials used, as well as the influence that stress components causes on analog electrical parameters, such as transconductance, intrinsic voltage gain and unity gain frequency. The operation of silicon-on-insulator (SOI) triple gate MuGFETs with variations in the shape of the cross section of the transistor channel and variations in the length and width of the fin is studied in selected cases. A complete study in the distribution of the mechanical stress generated by the local and global stress is performed in rectangular and trapezoidal fins and also the impact of these on mobility and analog parameters are studied. SOI nMuGFET structures with shorter channel length achieved higher mobility increases using the uniaxial stress, while structures with longer channel lengths returned higher mobility using the biaxial stress, result of the different effectiveness in each stress technique for each structure. Conventional MOSFET structures with embedded stressors in the source and drain regions with germanium channel are also analyzed. Numerical process simulations are realized and calibrated with experimental devices in both n and p type transistors, making possible the future study of MuGFET structures with germanium.

O estudo de características de isospin na excitação do estado 2 POT.+IND.1 foi implementado nos núcleos ANTPOT.70, 72, 74 Ge com a realização de medidas de espalhamento inelástico na região de interferência nuclear coulombiana (INC) com ANTPOT.6 Li de 28 MeV. A análise da INC, utilizando projéteis leves de interação isoescalar, na excitação de estados coletivos é uma ferramenta poderosa para evidenciar mudanças de estrutura em cadeias de núcleos, e fornecer resultados robustos para testes de modelos. A principal vantagem do método é a extração simultânea dos parâmetros de deformação de carga e massa das transições, minimizando as incertezas na razão entre as probabilidades reduzidas de transição elétrica e de massa, B(El) e B(ISl), indicadores importantes da coletividade dos estados nucleares. A análise foi realizada na aproximação de Born com ondas distorcidas e potencial óptico deformado (DWBA-DOMP), usando um conjunto de parâmetros de potencial óptico global. Os ajustes das previsões à distribuições angulares, empregando o método interativo de Gauss, exibiram excelente qualidade. Os parâmetros correlacionados extraídos na minimização do chi-quadrado, delta IND.n(comprimento de deformação nuclear) e C=delta IND.c/delta IND.n (razão entre os comprimentos de deformação de carga e nuclear), e suas incertezas, foram submetidos a testes estatísticos que os validaram. Dentre as grandezas determinadas a partir desses parâmetros, os valores de B(IS2), inéditos nos isótopos de Ge, mostraram uma mudança de estrutura não evidenciada pelos valores de B(E2). A probabilidade reduzida de transição isoescalar cresceu com o incremento do número de nêutrons, com um aumento abrupto no ANTPOT.74 Ge. Já a probabilidade reduzida de transição elétrica aumentou de maneira mais suave. Essa diferença de comportamento foi um reflexo da variação do parâmetro extraído C, que no ANTPOT.74 Ge indicou uma ) contribuição maior dos nêutrons frente aos prótons na excitação do primeiro estado quadrupolar. Os isótopos ANTPOT.70, 72 Ge, por outro lado, revelaram contribuições equivalentes e homogêneas para essas transições. Com a determinação precisa das contribuições de massa e de carga para a excitação do primeiro estado quadrupolar, novos subsídios estão disponíveis para futuros cálculos. / The analysis of the isospin character of the 2 POT.+ IND.1 excitation in the ANTPOT.70,72,74 Ge nuclei, with 28 MeV ANTPOT.6 Li, was applied to the inelastic scattering in the coulomb nuclear interference (CNI) region. The CNI measurements in the exitation of collective states with light isoscalar projectiles are powerful tools to evidence structure changes in nuclei chains, allowing tests of nuclear models. In this method the simultaneous extraction of the charge and mass deformation parameters, minimizes the uncertainties in the ratio of charge B(El) to mass B(ISl) trasition reduced probabilities, wich are important indicators of the nuclear collectivity. The present analysis was developed in the framework of the distorted wave Born approximation within a deformed optical potential approach (DWBA-DOMP), using a set of global optical model parameters. Excellent quality fits of the predictions to the experimental angular distributions, employing the Gauss iterative method, were obtained. The correlated parameters delta IND.N (nuclear deformation length) and C = delta IND.C/delta IND.N (ratio of charge to nuclear deformation lenghts), and their uncertainties extracted in the least squares method, were validated by statistical tests. The B(IS2) values for germanium isotopes, not previously reported, were determined in the analysis and revealed a structure change not evidenced by the B(E2) values. The isoscalar transition reduced probability raises when the neutron number increases, showing in the ANTPOT.74 Ge an abrupt enhancement. Nevertheless, the eletric transition reduced probability grows smoothly. This behavior was detected following the experimental extracted C parameters, indicating in the heavier isotope a predominance of neutrons in the first quadrupolar excitation. The ANTPOT.70,72 Ge isotopes, on the other hand, displayed equivalent and homogeneous contributions of protoons and neutrons. New information on mass and charge contributions for the 0 POT.+ IND.1 -> 2 POT.+ IND.1 transition, in the germanium isotopes, is now available for future theoretical interpretation.

A rápida e crescente demanda por tecnologias que permitam a redução das dimensões dos transistores planares de porta única leva a uma nova era de dispositivos tensionados mecanicamente. Os transistores de múltiplas portas (MuGFET) com canal de silício e o MOSFET planar convencional com canal de germânio são alguns destes promissores dispositivos avançados a receberem o tensionamento mecânico para aumento da mobilidade dos portadores. O tensionamento mecânico uniaxial, biaxial e ambos combinados são analisados através de simulação numérica de processos e dispositivos e medidas experimentais em três técnicas de tensionamento diferentes, além da análise de medidas obtidas de dispositivos experimentais para análise do aumento da mobilidade dos portadores através da transcondutância máxima. A linha de corte 1D de cada componente do tensionamento simulado é estudado de acordo com a sua dependência com a largura, altura, comprimento do canal e materiais utilizados, assim como a influência que as componentes de tensionamento exercem sobre os parâmetros elétricos analógicos, como transcondutância, ganho intrínseco de tensão e frequência de ganho de tensão unitário. A operação dos dispositivos de silício sobre isolante (SOI Silicon On Insulator) MuGFETs de porta tripla com variações no formato da secção transversal do canal do transistor e variações no comprimento e largura da aleta é estudada em casos selecionados. Um completo estudo da distribuição do tensionamento mecânico gerado por tensionamento global e por tensionamento local é realizado em estruturas com aleta retangular e trapezoidal, juntamente com o impacto destas na mobilidade e nos parâmetros analógicos são realizados. Estruturas nMuGFET SOI com comprimento de canal mais curto alcançaram aumentos maiores de mobilidade utilizando-se o tensionamento uniaxial, enquanto que as estruturas com comprimento de canal mais longo retornaram maior mobilidade com o tensionamento biaxial, resultado da diferente efetividade de cada técnica de tensionamento em cada estrutura. Estruturas MOSFETs convencionais planares com tensionadores embutidos na fonte e dreno em canal de germânio para incremento da mobilidade também são analisadas. Simulações numéricas do processo de fabricação são realizadas e calibradas com dispositivos experimentais em transistores tipo n e tipo p, possibilitando o estudo futuro de estruturas MuGFET de germânio. / The fast and growing demand for technologies that enable the reduction of dimensions of planar single gate transistors leads to a new era of mechanically stressed devices. Multiple gate transistors (MuGFET) with silicon channel and planar bulk MOSFET with germanium channel are some of these promising advanced devices to receive the mechanical stress to increase carriers mobility. The uniaxial stress, biaxial stress and both of them combined are analyzed by process and device numerical simulations in three different strain techniques and also the analysis of experimental measurements for analysis of carriers mobility increase through maximum transconductance. The 1D cut line of each simulated stress component is studied according to their dependence on the width, height and length of the channel and the materials used, as well as the influence that stress components causes on analog electrical parameters, such as transconductance, intrinsic voltage gain and unity gain frequency. The operation of silicon-on-insulator (SOI) triple gate MuGFETs with variations in the shape of the cross section of the transistor channel and variations in the length and width of the fin is studied in selected cases. A complete study in the distribution of the mechanical stress generated by the local and global stress is performed in rectangular and trapezoidal fins and also the impact of these on mobility and analog parameters are studied. SOI nMuGFET structures with shorter channel length achieved higher mobility increases using the uniaxial stress, while structures with longer channel lengths returned higher mobility using the biaxial stress, result of the different effectiveness in each stress technique for each structure. Conventional MOSFET structures with embedded stressors in the source and drain regions with germanium channel are also analyzed. Numerical process simulations are realized and calibrated with experimental devices in both n and p type transistors, making possible the future study of MuGFET structures with germanium.