Orientador: Luis Vicente de Andrade Scalvi / Banca: Margarida Juri Saeki / Banca: Tomaz Catunda / 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: A proposta deste trabalho é a investigação das propriedades elétricas e ópticas de filmes finos de dióxido de estanho (Sn'O IND. 2') obtidos via sol-gel e por solução alcoólica depositados via dip-coating, e, filmes de alumina ('Al IND. 2''O IND. 3') obtidos por deposição de filmes de alumínio (Al) via evaporação resistiva e tratamento térmico em diferentes ambientes, para promover a oxidação de Al. A investigação individual quanto às propriedades ópticas e elétricas desses materiais conhecer seu comportamento na forma de filmes, e estudar a região interfacial de Sn'O IND. 2' e 'Al IND. 2''O IND. 3'. As caracterizações estruturais dos filmes foram feitas por difração de raios-X (DRX), e, no caso dos filmes de alumina, utilizou-se também microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia óptica. Nas caracterizações ópticas foram utilizadas técnicas de espectroscopia na região do ultravioleta e no infravermelho próximo (UV-Vis-Nir). Tanto os filmes obtidos por meio alcoólico como obtidos via SGDC foram caracterizados como sendo de Sn'O IND. 2' de estrutura tetragonal do tipo rutilo, sendo que os filmes obtidos via processo alcoólico apresentaram condutividade elétrica maior do que os filmes obtidos via SGDC. Os resultados referentes aos filmes finos de alumínio indicam que independentemente da quantidade de camadas de alumínio depositadas e da atmosfera de tratamento térmico, tem-se a oxidação do alumínio à alumina ('Al IND. 2''O IND. 3'), sendo que a estrutura dominante depende da atmosfera de tratamento. A sua utilização como camada isolante no gate em dispositivo metal-óxido-semicondutor é viável, pois a corrente fonte-dreno apresenta valores significativamente maiores do que a corrente fonte-gate. / Abstract: The main goal of this work is the investigation of properties of tin dioxide (Sn'O IND. 2') and alumina ('Al IND. 2''O IND. 3) thin films. The first one was obtained through the sol-gel process as well as alcoholic solution, via dip-coating. The alumina thin films were obtained by resistive evaporation of aluminum (Al) followed by thermal annealing in distinct atmospheres, to promote the Al oxidation. The individual investigation of optical and electrical properties of these materials aims the knowledge of their behavior as thin films, which allows studying the interface layer of the heterojunction Sn'O IND. 2' e 'Al IND. 2''O IND. 3'. Structural characterization of films was carried out by X-ray diffraction (XRD) technique and particularly on the alumina films, scanning electron microscopy (SEM) and optical microscopy were done. For the optical characterization, wide spectra were obtained, with spectroscopy from ultraviolet to near infrared (UV-Vis-Nir). Either the films obtained in the alcoholic solution as well as via SGDC, where characterized as Sn'O IND. 2' of tetragonal structure of rutile type, and the films obtained through alcoholic process present electrical conductivity higher than the films obtained via SGDC. Results on aluminum thin films indicate that independent on the amount of deposited aluminum and thermal annealing atmosphere, the oxidation of aluminum to alumina ('Al IND. 2''O IND. 3) takes place, but the dominant alumina structure depends on the thermal annealing atmosphere. Besides, its utilization as insulating layer at the gate of a metal-oxide semicondutor device is achievable, because the source-drain current is significantly higher than the source-gate current. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-18Bitstream added on 2014-06-13T19:09:17Z : No. of bitstreams: 1 macieljunior_jlb_me_bauru.pdf: 1682253 bytes, checksum: a84fdbae9148badab55fa6a6aa5a53c3 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A proposta deste trabalho é a investigação das propriedades elétricas e ópticas de filmes finos de dióxido de estanho (Sn'O IND. 2') obtidos via sol-gel e por solução alcoólica depositados via dip-coating, e, filmes de alumina ('Al IND. 2''O IND. 3') obtidos por deposição de filmes de alumínio (Al) via evaporação resistiva e tratamento térmico em diferentes ambientes, para promover a oxidação de Al. A investigação individual quanto às propriedades ópticas e elétricas desses materiais conhecer seu comportamento na forma de filmes, e estudar a região interfacial de Sn'O IND. 2' e 'Al IND. 2''O IND. 3'. As caracterizações estruturais dos filmes foram feitas por difração de raios-X (DRX), e, no caso dos filmes de alumina, utilizou-se também microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia óptica. Nas caracterizações ópticas foram utilizadas técnicas de espectroscopia na região do ultravioleta e no infravermelho próximo (UV-Vis-Nir). Tanto os filmes obtidos por meio alcoólico como obtidos via SGDC foram caracterizados como sendo de Sn'O IND. 2' de estrutura tetragonal do tipo rutilo, sendo que os filmes obtidos via processo alcoólico apresentaram condutividade elétrica maior do que os filmes obtidos via SGDC. Os resultados referentes aos filmes finos de alumínio indicam que independentemente da quantidade de camadas de alumínio depositadas e da atmosfera de tratamento térmico, tem-se a oxidação do alumínio à alumina ('Al IND. 2''O IND. 3'), sendo que a estrutura dominante depende da atmosfera de tratamento. A sua utilização como camada isolante no gate em dispositivo metal-óxido-semicondutor é viável, pois a corrente fonte-dreno apresenta valores significativamente maiores do que a corrente fonte-gate. / The main goal of this work is the investigation of properties of tin dioxide (Sn'O IND. 2') and alumina ('Al IND. 2''O IND. 3) thin films. The first one was obtained through the sol-gel process as well as alcoholic solution, via dip-coating. The alumina thin films were obtained by resistive evaporation of aluminum (Al) followed by thermal annealing in distinct atmospheres, to promote the Al oxidation. The individual investigation of optical and electrical properties of these materials aims the knowledge of their behavior as thin films, which allows studying the interface layer of the heterojunction Sn'O IND. 2' e 'Al IND. 2''O IND. 3'. Structural characterization of films was carried out by X-ray diffraction (XRD) technique and particularly on the alumina films, scanning electron microscopy (SEM) and optical microscopy were done. For the optical characterization, wide spectra were obtained, with spectroscopy from ultraviolet to near infrared (UV-Vis-Nir). Either the films obtained in the alcoholic solution as well as via SGDC, where characterized as Sn'O IND. 2' of tetragonal structure of rutile type, and the films obtained through alcoholic process present electrical conductivity higher than the films obtained via SGDC. Results on aluminum thin films indicate that independent on the amount of deposited aluminum and thermal annealing atmosphere, the oxidation of aluminum to alumina ('Al IND. 2''O IND. 3) takes place, but the dominant alumina structure depends on the thermal annealing atmosphere. Besides, its utilization as insulating layer at the gate of a metal-oxide semicondutor device is achievable, because the source-drain current is significantly higher than the source-gate current.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-08-19Bitstream added on 2014-06-13T20:30:16Z : No. of bitstreams: 1 correa_p_me_bauru.pdf: 1146240 bytes, checksum: a8f40673e6edfa69035f9c03a71c97da (MD5) / Neste trabalho é feita a deposição de filmes finos pela técnica de Evaporação Resistiva a partir de pós de Arseneto de Gálio (GaAs) e compostos de GaAs com Óxidos e Cloretos de Érbio (Er) ou Itérbio (Yb). Trata-se de um método relativamente simples de deposição, no qual os compostos são evaporados conjuntamente. O objetivo é observar a eficiência desse método para a produção desses filmes finos, a partir de compostos que possuam diferentes características, tais como consideráveis diferenças de temperaturas de evaporação. Depositamos filmes em diferentes condições e estequiometrias e analisamos as propriedades estruturais pela técnica de difração de raios-X. A composição qualitativa das amostras foi obtida por energia dispersiva de raios-X. As propriedades ópticas foram analisadas através de medidas de transmitância óptica dentro da faixa do visível ao infravermelho médio. Realizamos também a caracterização elétrica através de medidas de resistência em função da temperatura em filmes de GaAs e composto de GaAs com 'ErCl IND 3'. Apresentamos no apêndice uma proposta de investigação das propriedades de transporte elétrico de uma dessas amostras, envolvendo um modelo para cálculo da condutividade. De imediato, a contribuição deste trabalho é para a compreensão dos fenômenos físicos que acontecem durante o processo de crescimento, e a investigação parâmetros de deposição que viabilizem o emprego da técnica para os diferentes materiais evaporados. / In this work, thin film deposition is carried out, using the resistive evaporation technique, from powders of gallium arsenide (GaAs) and erbium (Er) or ytterbium (Yb) oxides and chlorides. It is a relatively simple deposition technique, where the compounds are simultaneously evaporated. The goal is to observe the efficiency of this growth method for the production of thin films, from compounds with distinct characteristics, such as high difference between evaporation temperatures. Films have been deposited under different conditions and stoichiometry, and their structural properties were analyzed by X-ray diffraction technique. Sample composition was obtained by X-ray dispersive energy. Optical properties were analyzed through optical transmittance from visible to medium infrared. Electrical characterization was also carried out, using measurements of resistance as function of temperature for GaAs and GaAs with 'ErCl IND 3' compounds. An appendix is also presented, containing a proposal of electrical transport investigation, involving conductivity calculation. The contribution of this work is towards the understanding of physical phenomena that takes place during the growth process, and the investigation of deposition parameters with make reliable the utilization of this technique for the different evaporated materials.

Orientador: Luis Vicente de Andrade Scalvi / Banca: José Antonio Malmonge / 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 foi realizada a deposição através da técnica de evaporação resistiva, de filmes finos de GaAs (arseneto de gálio) e de Al (alumínio) com posterior oxidação deste último, formando 'Al IND. 2''O IND. 3' (óxido de alumínio ou alumina) e a caracterização dos filmes de GaAs e da heteroestrutura formada por 'Al IND. 2''O IND. 3' e GaAs. A confecção do dispositivo combinando estes compostos serviu para a investigação das características relevantes do sistema para potencial aplicação em transistores. O trabalho compreendeu investigação sobre as condições de deposição, e foram avaliadas principalmente as características elétricas dos filmes produzidos individualmente. Os resultados apresentados incluem: resistividade em função da temperatura, corrente-voltagem em função da temperatura, difração de raios-X e transmitância na região do infravermelho. Para caracterização do desempenho do sistema 'Al IND. 2''O IND. 3'/GaAs, um transistor simples foi construído sob um substrato de vidro borossilicato com uma camada de GaAs e outra de 'Al IND. 2''O IND. 3'. Os contatos de fonte, dreno e gate foram feitos de In. Essa estrutura permite a medida da corrente de fuga e a avaliação de outras características do sistema. Neste dispositivo foram avaliadas as características corrente-voltagem em função da temperatura, e também a interação com luz, já que GaAs, por apresentar gap direto, torna-se atraente para aplicações opto-eletrônicas. Assim medidas de elétricas foto-induzidas foram realizadas com excitação com fontes de luz branca. Com o intuito de se avaliar a qualidade dos filmes de GaAs obtidos pela evaporação resistiva, tanto a caracterização estrutural quando elétrica também foram feitas em filmes finos de GaAs depositados por sputtering, de modo a se ter um padrão de comparação. / Abstract: In this work, the deposition of GaAs (gallium arsenide) and Al (aluminum) thin films is carried out by the resistive evaporation technique. In the latter case, an oxidation of the film is accomplished, leading to 'Al IND. 2''O IND. 3' (alumina) formation. The characterization of GaAs thin films and the heterostructure formed by 'Al IND. 2''O IND. 3' and GaAs is also carried out. The elaboration of the device combining these compounds allows investigating the relevant characteristics of this system to potential application in transistors. The work evolved investigation on the deposition conditions, and the electrical characteristics of the films were also evaluated separately. Results includes: resistivity as function of temperature, X-ray diffraction and near infrared transmittance. For characterization of the performance of the 'Al IND. 2''O IND. 3'/GaAs system, a simple transistor was built on a borosilicate glass substrate, with a 'Al IND. 2''O IND. 3' layer on top of a GaAs layer. The contacts of source, drain and gate were done using In. This structure allows evaluating the leak current and other characteristics of this system. In this device, it was evaluated the current - voltage characteristics and the interaction with light, because GaAs, due to its direct bandgap, become very attractive for opto-electronic applications. The, the photo-induced electrical measurements were done under excitation with white light. Aiming the evaluation of the quality of films deposited by the resistive evaporation technique, electrical as well as structural characterization were also carried out for GaAs thin films deposited by sputtering, in order to have a comparing parameter. / Mestre

Orientador: Luiz Vicente de Andrade Scalvi / Banca: Valmor Roberto Mastelaro / Banca: Elisabete Aparecida Andrello Rubo / 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 é feita a deposição de filmes finos pela técnica de Evaporação Resistiva a partir de pós de Arseneto de Gálio (GaAs) e compostos de GaAs com Óxidos e Cloretos de Érbio (Er) ou Itérbio (Yb). Trata-se de um método relativamente simples de deposição, no qual os compostos são evaporados conjuntamente. O objetivo é observar a eficiência desse método para a produção desses filmes finos, a partir de compostos que possuam diferentes características, tais como consideráveis diferenças de temperaturas de evaporação. Depositamos filmes em diferentes condições e estequiometrias e analisamos as propriedades estruturais pela técnica de difração de raios-X. A composição qualitativa das amostras foi obtida por energia dispersiva de raios-X. As propriedades ópticas foram analisadas através de medidas de transmitância óptica dentro da faixa do visível ao infravermelho médio. Realizamos também a caracterização elétrica através de medidas de resistência em função da temperatura em filmes de GaAs e composto de GaAs com 'ErCl IND 3'. Apresentamos no apêndice uma proposta de investigação das propriedades de transporte elétrico de uma dessas amostras, envolvendo um modelo para cálculo da condutividade. De imediato, a contribuição deste trabalho é para a compreensão dos fenômenos físicos que acontecem durante o processo de crescimento, e a investigação parâmetros de deposição que viabilizem o emprego da técnica para os diferentes materiais evaporados. / Abstract: In this work, thin film deposition is carried out, using the resistive evaporation technique, from powders of gallium arsenide (GaAs) and erbium (Er) or ytterbium (Yb) oxides and chlorides. It is a relatively simple deposition technique, where the compounds are simultaneously evaporated. The goal is to observe the efficiency of this growth method for the production of thin films, from compounds with distinct characteristics, such as high difference between evaporation temperatures. Films have been deposited under different conditions and stoichiometry, and their structural properties were analyzed by X-ray diffraction technique. Sample composition was obtained by X-ray dispersive energy. Optical properties were analyzed through optical transmittance from visible to medium infrared. Electrical characterization was also carried out, using measurements of resistance as function of temperature for GaAs and GaAs with 'ErCl IND 3' compounds. An appendix is also presented, containing a proposal of electrical transport investigation, involving conductivity calculation. The contribution of this work is towards the understanding of physical phenomena that takes place during the growth process, and the investigation of deposition parameters with make reliable the utilization of this technique for the different evaporated materials. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-24Bitstream added on 2014-06-13T20:50:23Z : No. of bitstreams: 1 santos_jc_me_bauru.pdf: 1909289 bytes, checksum: 46f1166eec4b53fcdc6e5fe6a3b31b70 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Neste trabalho foi realizada a deposição através da técnica de evaporação resistiva, de filmes finos de GaAs (arseneto de gálio) e de Al (alumínio) com posterior oxidação deste último, formando 'Al IND. 2''O IND. 3' (óxido de alumínio ou alumina) e a caracterização dos filmes de GaAs e da heteroestrutura formada por 'Al IND. 2''O IND. 3' e GaAs. A confecção do dispositivo combinando estes compostos serviu para a investigação das características relevantes do sistema para potencial aplicação em transistores. O trabalho compreendeu investigação sobre as condições de deposição, e foram avaliadas principalmente as características elétricas dos filmes produzidos individualmente. Os resultados apresentados incluem: resistividade em função da temperatura, corrente-voltagem em função da temperatura, difração de raios-X e transmitância na região do infravermelho. Para caracterização do desempenho do sistema 'Al IND. 2''O IND. 3'/GaAs, um transistor simples foi construído sob um substrato de vidro borossilicato com uma camada de GaAs e outra de 'Al IND. 2''O IND. 3'. Os contatos de fonte, dreno e gate foram feitos de In. Essa estrutura permite a medida da corrente de fuga e a avaliação de outras características do sistema. Neste dispositivo foram avaliadas as características corrente-voltagem em função da temperatura, e também a interação com luz, já que GaAs, por apresentar gap direto, torna-se atraente para aplicações opto-eletrônicas. Assim medidas de elétricas foto-induzidas foram realizadas com excitação com fontes de luz branca. Com o intuito de se avaliar a qualidade dos filmes de GaAs obtidos pela evaporação resistiva, tanto a caracterização estrutural quando elétrica também foram feitas em filmes finos de GaAs depositados por sputtering, de modo a se ter um padrão de comparação. / In this work, the deposition of GaAs (gallium arsenide) and Al (aluminum) thin films is carried out by the resistive evaporation technique. In the latter case, an oxidation of the film is accomplished, leading to 'Al IND. 2''O IND. 3' (alumina) formation. The characterization of GaAs thin films and the heterostructure formed by 'Al IND. 2''O IND. 3' and GaAs is also carried out. The elaboration of the device combining these compounds allows investigating the relevant characteristics of this system to potential application in transistors. The work evolved investigation on the deposition conditions, and the electrical characteristics of the films were also evaluated separately. Results includes: resistivity as function of temperature, X-ray diffraction and near infrared transmittance. For characterization of the performance of the 'Al IND. 2''O IND. 3'/GaAs system, a simple transistor was built on a borosilicate glass substrate, with a 'Al IND. 2''O IND. 3' layer on top of a GaAs layer. The contacts of source, drain and gate were done using In. This structure allows evaluating the leak current and other characteristics of this system. In this device, it was evaluated the current - voltage characteristics and the interaction with light, because GaAs, due to its direct bandgap, become very attractive for opto-electronic applications. The, the photo-induced electrical measurements were done under excitation with white light. Aiming the evaluation of the quality of films deposited by the resistive evaporation technique, electrical as well as structural characterization were also carried out for GaAs thin films deposited by sputtering, in order to have a comparing parameter.

Submitted by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-08-16T17:29:07Z No. of bitstreams: 1 GARCIA_Uanderson_2017.pdf: 25453924 bytes, checksum: 4c34f46362e91f9eb2f88106f805d7f3 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-08-16T17:29:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 GARCIA_Uanderson_2017.pdf: 25453924 bytes, checksum: 4c34f46362e91f9eb2f88106f805d7f3 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-08-16T17:29:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 GARCIA_Uanderson_2017.pdf: 25453924 bytes, checksum: 4c34f46362e91f9eb2f88106f805d7f3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-16T17:29:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GARCIA_Uanderson_2017.pdf: 25453924 bytes, checksum: 4c34f46362e91f9eb2f88106f805d7f3 (MD5) Previous issue date: 2017-03-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / This work covers the investigation and synthesis of nanometric structures of Porous Anodic Alumina PAA, produced from low purity substrates, in aim to obtain selfsustained membranes. The Hard Anodization (HA) and Mild Anodization (MA) processes were used under special conditions through those found in literature. The analyses of results were based in comparing the AAP produced under the same conditions except the applied potential that was different depending on the MA or HA. HA process had its time halved in order to investigate the oxide growth rate and to calibrate the conditions of anodized membrane synthesis over the glass samples. This work also covers the construction of a resistive thermal evaporation PVD system capable of evaporating metals with melting points below 800°C. Through the deposition of successive layers it was possible to obtain metallic films of aluminum with thicknesses above 10 µm, enabling conditions of synthesis of porous anodic alumina on substrates produced by thermal resistive evaporation. The result of membrane synthesis on low purity aluminum substrates was complement to the synthesis of membranes obtained in aluminum evaporated in glass substrates, since the thickness of each deposited film is low if compared to the thickness of the AAP layer. Therefore, it was necessary to make several Al depositions on the same samples, to obtain an aluminum film that was able to support an oxide layer of anodic alumina and with the same characteristics of those obtained by the process of MA. All anodized samples were characterized by scanning electron microscopy, including samples made from metalized aluminum. The micrography obtained from the low purity aluminum membranes were treated by ImageJ software allowing the morphological analysis. AAP membranes obtained from technical Al substrate depicted the formation of branched pore channels, a result of instabilities in applied electric field during Anodization and presence of different alloying elements in the Al substrate. The metalized aluminum film had a larger thickness in the samples positioned in the middle of the sample holder possibly due to different temperature gradients of filament depending on the position of Al pellets. / Este trabalho aborda a síntese e investigação de estruturas nanométricas de Alumina Anódica Porosa AAP produzidas a partir de substratos de baixa pureza, com a finalidade da obtenção de membranas auto-suportadas. Foram utilizados os processos de Hard Anodization (HA) e Mild Anodization (MA). Para efeito comparativo entre os processos foram mantidas todas as condições variando apenas o potencial aplicado. Posteriormente para HA o tempo experimental foi reduzido pela metade a fim de investigar a velocidade no crescimento do óxido e condições de anodização de membranas sobre as amostras de vidro. Este trabalho também abrange a construção de um sistema Phisical Vapor Deposition (PVD) por evaporação térmica resistiva, capaz de evaporar metais com pontos de fusão abaixo de 800°C. Através da deposição de sucessivas camadas foi possível a obtenção de filmes metálicos de Alumínio com espessuras acima de 10 µm, possibilitando condições de síntese de alumina anódica porosa sobre substratos produzidos por evaporação térmica resistiva. O resultado da síntese de membranas em substratos de Al de baixa pureza foi complementar à síntese das membranas obtidas em alumínio evaporado em substratos de vidro, pois a espessura de cada filme depositado é baixa se comparados a espessura da camada de AAP. Portanto, houve a necessidade de várias deposições sobre as mesmas amostras, para se obter o filme de alumínio que fosse capaz de suportar uma camada de alumina anódica porosa resistente e que se aproximasse das características das obtidas pelo processo de MA. Todas as amostras anodizadas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura, inclusive as amostras produzidas a partir do alumínio metalizado. As micrografias obtidas a partir das membranas de alumínio de baixa pureza foram tratadas pelo software ImageJ, possibilitando a análise morfológica das mesmas. As membranas de AAP de baixa pureza possuem poros com ramificações transversais, são provocadas pelos desvios do campo elétrico aplicado, além da possibilidade de formação de outros tipos de óxidos. O filme de alumínio metalizado teve maior espessura nas amostras posicionadas na parte central do porta amostra, isso pode estar relacionado com o aquecimento do filamento que ocorre da região central para as extremidades. / 2010/10813-0