Orientador: Américo Sheitiro Tabata / Banca: Alexandre Levine / Banca: Keizo Yukimitu / Resumo: Uma nova família de semicondutores, a liga quaternária InxGa1-xAs1-yNy, cujo elemento Nitrogênio substitui o elemento Arsênio em pequenas porcentagens, tem recebido grande atenção devido à óptica na região de 1,3 μm, tecnologicamente importante para transmissão de dados em fibra óptica. Estudos sobre caracterização e propriedades ópticas desta liga fornecem maiores informações sobre o comportamento da mesma. Foram estudados poços quânticos, as estruturas básicas de dispositivos optoletrônicos de Inx-Gat-xAso.984N0.0016/GaAs com diferentes valores de concentração x: 26%, 30%, 34%, 38% e 43% crescidas em duas temperaturas diferentes: 400ºC e 430ºC. As amostras foram tratadas termicamente a 700ºC num período de 30 minutos. Com essa liga é tensionada, o foco constou-se em achar um modelo de espessura crítica condinzente para dados experimentais de fotoluminescência. Foram analisadas a dinâmica de portadores, a energia de ativação e a qualidade estrutural das amostras com a técnica de fotoluminescência em diversas condições. Os estudos realizados, aliados ao conhecimento dos parâmetros acima mencionados, têm o objetivo de contribuir para que se possa determinar a aplicabilidade e estimar o rendimento em dispositivos optoeletrônicos, com base neste material / Abstract: A new family of semiconductors has been proposed, the quaternary alloyInxGa1-xAs1-yNy, in which the element Nitrogen replaces the element Arsenic in small percentages. It has received great attention due to the fact of optical emission in the region of 1.3um, technologically important for data transmission at optical fiber. Studies on characterization and optical properties of this alloy provides more information about the conduct of it. It was studied quantum wells, the basic structures of InxGa1-xAs0.016/GaAs optoelectronic devices, with different values of concentration x: 26%, 30%, 34% and 43% grown at two different temperatures: 400ºC and 430ºC. The sample has annealed at 700ºC for 30 min. As this alloy is tensioned, the focus of this research is to find a consistent model of critical thickness for photoluminescence experimental data. It will be done an analysis of the dynamic carriers, activation energy and structural quality of the samples with the analysis of photoluminescence with diverse conditions. With these studies and the knowledge of the parameters mentioned above, it was intended contribute to determine the applicability and estimate the yield of optoeletronic devices based on this material / Mestre

Orientador: José Humberto Dias da Silva / Banca: Américo Tabata / Banca: Johnny Vilcarromero Lopez / 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 da Unesp / Resumo: Filmes nanocristalinos e amorfos de GaAs tem recentemente chamado a atenção de vários grupos de pesquisa devido as suas possíveis aplicações em novos dispositivos ópticos e eletrônicos. Igualmente atraentes são as novas propriedades físicas relacionadas com a estrutura nanocristalina e os efeitos da desordem na estrutura eletrônicas destes materiais. Entre as aplicações existentes, podemos citar o uso destes filmes como camadas anti-guia em lasers com emissão perpendicular à superfície, as camadas "buffer" em hetero-epitaxias de GaAs sobre Si, e os filtros interferométricos para a região do infravermelho. A preparação e a caracterização de filmes nanocristalinos de GaAs hidrogenados e não hidrogenados usando a técnica de RF magnetron sputtering foram focalizados neste trabalho. Um alvo de GaAs e uma atmosfera controlada contendo quantidades variáveis de argônio (Ar) e hidrogênio (H2) foram usadas na deposição do filme. Foi investigada a influência do fluxo de Ar e H2 na composição, estrutura e propriedades ópticas dos filmes. A influência da temperatura de substrato e potência de deposição também foi analisada. As técnicas de difração de raios-X e análise da energia de dispersão por emissão de raios-X (EDX), foram utilizadas na análise da estrutura e composição do filme, enquanto medidas ópticas de transmitância e refletância permitiram a determinação do coeficiente de absorção óptica e índice de refração dos filmes. A presença de ligações de hidrogênio nos filmes foi confirmada pelas bandas de absorção do Ga-H e As-H usando um espectrofotômetro de transformada de Fourier (FTIR). Os resultados mostram que a microestrutura, a composição e as propriedades ópticas do material são fortemente influenciadas por todos os parâmetros investigados, com destaque para o fluxo de hidrogênio utilizado nas deposições... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The nanocrystalline and amorphous GaAs films are recently attracting the attention of several research groups due to their possible application in new electronic and optical devices. Also attractive are the new physical properties related to the nanocrystalline structure and the effects of disorder in the electronic structure of these materials. Among the existing applications we can mention the use of these films as antiguide layers in surface emitting lasers, as buffer layers in the GaAs hetero-epitaxy onto Si substrates, and as infrared interferometric filters. The preparation and characterization of hydrogenated and non-hydrogenated nanocrystalline GaAs films using the RF magnetron sputtering technique were focused here. An electronic grade GaAs water target and an atmosphere composed of variable amounts of Ar and 'H IND.2' were used in the film depositions. We have investigated the influence of Ar and 'H IND.2' fluxes on composition, structure, and optical properties of the films. The influence of substrate temperature and deposition power were also analyzed. X-ray diffraction and energy dispersive electron analysis (EDX) were used in the analysis of the film structure and composition, while optical transmittance and reflectance measurements allowed the determination of the optical absorption coefficient and refractive index of the films. The presence of bonded hydrogen in the films was confirmed by the Ga-H and As-H absorption bands using Fourier transform infrared spectra (FTIR). The results show that the microstructure, the composition, and the optical properties of the material are strongly influenced by all the investigated parameters, in special the hydrogen flux used in the depositions. The hydrogenated films ('H IND.2' flux of 3.0 sccm / Ar flux of 20.0 sccm) produced at relatively low power (30W) and substrate temperature (60ºC), have presented the widest... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Américo Sheitiro Tabata / Banca: Euzi Conceição Fernandes da Silva / Banca: Ligia de Oliveira Ruggiero / Banca: Sandro Martini / Banca: José Humberto Dias da Silva / 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 da Unesp / Resumo: Neste trabalho investigamos pontos quânticos de InAs sobre um substrato de GaAs crescidos pela técnica de epitaxia por feixe molecular (MBE, Molecular Beam Epitaxy). Esses pontos quânticos emitem radiação no intervalo de 1,3 üm a 1,5 üm (0,95 eV a 0,83 eV), que corresponde à janela óptica onde ocorre a mínima atenuação do sinal em redes de transmissão por fibras ópticas. Realizamos dois tipos de estudo em dois conjuntos de amostras. No primeiro caso analisamos a influência de alguns parâmetros de crescimento nas propriedades ópticas desses pontos quânticos. No segundo caso, analisamos a influência de um tratamento térmico nas propriedades ópyicas. Resultados de fotoluminescência (PL - photoluminescence) para o primeiro estudo mostraram uma grande influência da velocidade de crescimento nos espectros de emissão que apresentaram múltiplos picos, muito provavelmente associados com o estado fundamental e seus respectivos estados excitados dos pontos quânticos. Para o segundo estudo os resultados de PL mostraram que a emissão óptica consistia de uma larga banda situada entre 1,3 a 1,5 üm. Entretanto, observou-se que, após tratamento térmico durante 3 horas a uma temperatura de 550 ºC, a intensidade da PL aumentou por um fator 3. Além disso, a larga banda observada tornou-se um conjunto de pelo menos 5 picos discretos. O efeito de tratamentos térmicos em poços quânticos é bem conhecido e foi bem explorado na literatura. Em pontos quânticos, os mesmos efeitos também existem, porém, outros de igual importância tembém se apresentam. Dentre os mais importantes podemos citar a redistribuição dos tamanhos dos pontos quânticos, que podem em alguns casos limites fazer com que o ponto quântico desapareça, e a redistribuição das tensões entre a interface ponto quântico/matriz. Neste trabalho... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This study investigated InAs large quantum dot on GaAs substrate grown by the techique of molecular beam epitaxy (MBE). These quantum dots emit in the spectral range of 1.3 üm and 1.5 üm (0.95 eV to 0.83 eV), which corresponds to the window of minimal signal attenuation on transmission networks by optical fiber. We have performed two kinds of study into two different sets of samples. In the first case, we have analyzed the influence of some growth parameters on the optical properties of these quantum dots. In the second one, we have analyzed the influence of a thermal treatment on the optical properties. Results of photoluminescence (PL) on the first study showed a great influence of growth velocity in the PL spectra line shape. For the second study the results of PL on an as grown sample showed that the emission signal was a large optical band in the wave length range of 1.3 üm and 1.5 üm. However, it was observed that after the thermal treatment of 3 hours at a temperature of 550 ºC, the intensity of these PL emissions increased by a factor 3. Moreover, the observed large band has become a series of at least 5 discrete peaks. The effect of heat treatments in quantum wells is well known and has been well explored in literature. In quantum dot, the same effects are expected; however, other equally important effects are also present. The most important is the size redistribution of the quantum dots, which can in some limit cases, vanish these quantum dot. Our study identified the origin of these multiple peaks, and found emissions of PL at room temperature in the optical window between 1.3 and 1.5 üm. / Doutor

Orientador: Marcelo Ornaghi Orlandi / Banca: Walter Katsumi Sakamoto / Banca: Emerson Rodrigues de Camargo / Resumo: Nanocompósitos são materiais que combinam duas (ou mais) fases sólidas, uma das quais deve possuir dimensões nanométricas, que pode reunir em um único material várias propriedades melhoradas para uma dada aplicação e, portanto, podem permitir a coexistência de propriedades tradicionalmente antagônicas como, transparência e condutividade. O presente trabalho teve como objetivo a obtenção de um nanocompósito polimérico transparente e condutor de polimetilmetacrilato - PMMA com nanofitas do sistema Indium Tin Oxide - ITO. Para isto primeiramente estudou-se a influência da temperatura na síntese das nanoestruturas de ITO e depois de obtida a temperatura de síntese que proporcionou o crescimento de nanofitas de ITO com maior condutividade e maior transparência no espectro visível, estudou-se a influência da inserção destas nanofitas nas propriedades ópticas e elétricas de filmes nanocompósitos de PMMA. Como as nanofitas obtidas são emaranhadas, para a obtenção do nanocompósito foi realizada uma separação prévia das mesmas utilizando duas dispersões distintas: sendo a primeira em um ultrasom convencional e a segunda em uma ponta ultrasônica. Depois de dispersas, as nanofitas foram misturadas ao PMMA comercial dissolvido em concentrações mássicas de 1%, 2%, 5% e 10% de nanofitas. As soluções foram então depositadas sobre substrato de vidro e, depois de secos, os filmes foram destacados. As caracterizações ópticas mostraram que a transmitância no espectro visível dos filmes diminui em função do aumento da quantidade de nanofitas no compósito. Neste estudo, as caracterizações elétricas mostraram que ocorreu percolação das nanofitas no polímero após a inserção de 5% em massa de nanofitas. As imagens de MET para os filmes corroboraram os resultados previstos pelas caracterizações elétricas. Os filmes... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Nanocomposites are materials which have two or more solid phases, and one of these phases should be in nano-sized scale range. These materials can have several properties increased for special application and it is possible to obtain composites with traditionally antagonistic combinations of properties, such as transparence in the visible range of light and good conductivity. The main goal of this work is obtain a transparent and conductive polymer-based nanocomposite using polymethylmethacrylate - PMMA and ITO (Indium Tin Oxide) nanobelts. To reach this goal it was first studied the influence of temperature on the synthesis of nanostructured ITO. Once the temperature of synthesis was optimized to ensure the growth of ITO nanobelts with both good conductivity and good transparency in the visible spectrum, we studied the influence of ITO nanobelts on the electrical and optical properties of nanocomposites of PMMA. Because the synthesized nanobelts are entangled each other, to obtain the composite it was realized a separation of them using two different ways; first using a conventional ultrasound and after an ultrasonic tip. Then, nanobelts were mixed with commercial PMMA dissolved in THF 10% in mass concentrations of 1%, 2%, 5% and 10%. So, the solution was deposited over a glass substrate by casting. The results showed that films transmittance in visible range decreases by increasing the amount of nanobelts. The electrical characterization showed that percolation occurred after 5%wt of filler. TEM images of composites corroborate the results provided by the electrical measures. The films prepared using both dispersions had the same transmittance in the visible spectrum, despite of the films obtained by dispersing the nanobelts in ultrasonic tip had a lower electrical resistance. Thus it can be concluded that the dispersion by ultrasonic... (Summary complete electronic access click below) / Mestre

Orientador: José Roberto Ribeiro Bortoleto / Banca: Marystela Ferreira / Banca: Paulo Barbeitas Miranda / Resumo: O objetivo deste trabalho foi o estudo da modificação das propriedades estrutural, química e óptica da superfície de certos polímeros comerciais através do emprego das técnicas de Imersão em Plasmas (IP) e Implantação Iônica por Imersão em Plasmas (IIIP). Os polímeros investigados foram o policloreto de vinila (PVC) e o politereftalato de etila (PET). Foram empregados plasmas de hexafluoreto de enxofre ('SF IND. 6') como fonte de flúor, uma vez que, a fluoração de uma superfície tende a aumentar o seu caráter hidrofóbico. Por outro lado, investigou-se o efeito da composição do plasma, através de tratamentos com plasmas de nitrogênio ('N IND. 2'). Além disso, plasmas da mistura 'SF IND. 6/Isopropanol e 'N IND. 2'/Isopropanol, foram empregados para formar um filme fino sobre a superfície dos substratos tratados. Por fim, este trabalho contemplou ainda a investigação da morfologia superficial em escala nanométrica e as características de transparência à luz visível. As medidas de ângulo de contato indicaram que a deposição a plasma convencional (IP) aumenta consideravelmente os valores de ângulos de contato das amostras de PET e PVC para potências de descarga de RF até 100 W mediante o emprego de plasmas de 'SF IND. 6'. Neste caso, o maior valor de ângulo de contato foi de 140º. Por outro lado, a técnica de IIIP ocasiona uma diminuição nos valores de ângulo de contato mesmo em plasmas contendo flúor. Nesse caso, o menor valor de ângulo de contato observado foi de 18º. Vale ressaltar que a alteração seletiva na molhabilidade dos polímeros ocorreu sem alteração significativa na transparência óptica dos mesmos. Através das medidas de microbalança, observou-se que uma taxa de crescimento linear de 2,96nm/min. / Abstract: The aim of this work was to study the modification of the structural, chemical and optical properties, on the surfaces of certain commercial polymers, produced by plasma immersion (PI) and plasma immersion ion implantation (IIIP). Polymers investigated include polyvinyl chloride and polyethylene terephthalate. Plasmas of sulfur hexafluoride ('SF IND. 6') were employed as source of fluoride, since surface fluorination increases the hydrophobic behavior of polymers. However, the effects of plasma composition were investigated by treatments using nitrogen. Plasmas of 'SF IND. 6/Isopropyl alcohol and of 'N IND. 2'/Isopropyl alcohol were also employed to deposit a thin film onto the surface of treated samples. Finally, nanoscale surface morphology and the transmission of visible light were studied. Contact angle measurements showed that PI considerably increased the contact angle values of PET and PVC, for RF powers up to 100 W. In this case, the highest values of contact angle was 140º. On the other hand, PIII technique decreased the contact angles, even fluorine containing plasmas. In this case, the smallest value of contact angle was 18º. It is noteworthy that the selective alteration in the wettability of the polymers of the occured without significant change in the optical transparency of them. Microbalance measurements calculated resulted in a linear rate of growth. Finally, measurements by perfilometry resulted in a linear rate of growth of 2.96nm per minute. / Mestre

Orientador: Carlos José Leopoldo Constantino / Banca: José Alberto Giacometti / Banca: Henrique de Santana / Banca: Eduardo René Perez Gonzalez / Banca: Marcelo Mulato / Banca: Rogério Pinto Mota / 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 da Unesp / Resumo: Neste trabalho foram preparados filmes finos de ftalocianinas de zinco (ZnPc) e de níquel (NiPc) através da técnica de evaporação térmica à vácuo (PVD - physical vapor deposition) em diversas espessuras e em escala nanométrica com o objetivo de determinar a arquitetura molecular destes filmes bem como suas propriedades ópticas e elétricas. Em última análise buscam-se gerar subsídios para as possíveis aplicações, especialmente dispositivos eletrônicos a base de semicondutores orgânicos e sensores de gás. A ZnPc e a NiPc em pó foram caracterizadas utilizando-se as técnicas de termogravimetria (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e os filmes PVD por espectroscopias de absorção no ultravioleta-visível (UV-vis), no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espalhamento Raman, difração de raios-X, microscopias óptica e de força atômica (AFM) e caracterização elétrica cc (tensão x corrente). Os resultados mostraram que é possível a fabricação de filmes PVD de ZnPc e NiPc, uma vez que estas moléculas não são termicamente degradadas durante o processo de evaporação térmica a vácuo, e que o crescimento dos filmes pode ser controlado em escala nanométrica para ambos os materiais. Em termos estruturais, os filmes PVD de ZnPc e NiPc são cristalinos (forma α) e possuem as moléculas arranjado-se na forma de agregados e monômetros e ordenadas com o anel macrociclo inclinado em relação à superfície do substrato. Tais agregados podem ser vistos em escala nanométrica, porém, em escala micrométrica os filmes apresentam-se morfologicamente homogêneos. Em relação às propriedades ópticas e elétricas, observou-se que ambos os filmes PVD absorvem na região do visível com a ZnPc apresentando fotoluminescência quando irradiado com laser 785 nm. A condutividade elétrica é de 1,2x'10 POT. -10' S/m para a ZnPc e de 72x'10 POT... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work thin films of phthalocyanines of zinc (ZnPc) and nickel (NiPc) were fabricated through the vacuum thermal evaporation technique (PVD - physical vapor deposition) for different thicknesses at nanometric scale with the objective of determining the molecular architecture of these films as well as their optical and electrical properties. The final idea is to generate subsidies for applications of these films in electronic devices based on organic semiconductors and gas sensors. The PVD films were characterized using thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), ultraviolet-visible (UV-vis) and Fourier transform infrared (FTIR) absorption spectroscopies, Raman scattering, X-ray diffraction, optical and atomic force (AFM) microscopies, and electrical characterization (tension x current dc). The results showed that the fabrication of ZnPc and NiPc films is possible since these molecules are not thermally degraded during the process of vacuum thermal evaporation and that the growth of the films can be controlled at nanometric scale for both materials. Structurally, the PVD films of ZnPc and NiPc possess the molecules organized with the macrocycle ring tilted in relation to the substrate surface. They are crystalline (α form) and possess molecular aggregates in the form of dimmers or higher order of aggregates and monomers. Such aggregates can be seen at nanometric scale, however, at micrometric scale the films are morphologically homogeneous. In relation to the optical and electrical properties, it was observed that boh PVD films absorb in the visible region with the ZnPc presenting photoluminescence when irradiated with the 785 nm laser line. The electric conductivity at 1,2x'10 POT. -10' S/m for ZnPc and 72x'10 POT. -10' S/m for NiPc. They also presented photoconductivity with the ZnPc more photoconductor than NiPc. Finally, after thermal treatment... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Élson Longo / Banca: Fenelon Martinho Lima Pontes / Banca: Alberthmeiry Teixeira Figueiredo / - 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 da Unesp / Resumo: O estudo das propriedades fotoluminescentes nos diferentes materiais tanto orgânicos e inorgânicos tem despertado muito o interesse da comunidade científica. Dentre os molibdatos, destacamos o molibdato de bário (BAMoO4) devido suas propriedades ópticas e termoelétricas que junto com suas emissões luminescentes no azul, verde e laranja o tornam um importante material. Neste trabalho, pós de molibdato de bário foram sintetizados pelo método de coprecipitação e processados a 140 ºC por diferentes tempos, em hidrotermal assistido por irradiação de microondas. A caracterização dos pós foi realizada através de difração de raios - X, espectroscopia Raman, absorção na região do infravermelho. As análises microestruturais e morfológicas destes pós foram realizadas através das técnicas de microscopia eletrônica de varredura por canhão de elétrons e microscopia de Transmissão. As propriedades ópticas foram verificadas por meio da espectroscopia na região do ultravioleta visível e medidas de fotoluminescência. / Abstract: The study of properties in different photoluminescent both organic and inorganic materials has attracted much interest form the scientific community. Among the molybdate,. the highlight of barium molybdate (BaMoO4) because their optical properties and thermoelectric that along with its luminescent emission in blue, green and orange make it an important material. In this work of barium molybdate were synthesized by co-precipitation method and processed at 140 ºC for diferent times in hydrothermal assisted by microwave irradiation. The characterization of powders was carried out by-ray diffraction - X, Raman spectroscopy, absorption in the infrared region. The micro structural and morphological analyses of these powders were performed using the techniques of field emission gun scanning electronic microscopy and by trasmission electronic microscopy. The optical properties were observed by spectroscopy in region the ultraviolet visible and measures of photoluminescence. / Mestre