Orientador: Navin B. Patel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-16T22:32:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Prince_FranciscoCarlosde_D.pdf: 2870915 bytes, checksum: 6d002fea748f357cbe85332e671432fa (MD5) Previous issue date: 1981 / Resumo: A idéia de se fabricar lasers semicondutores de InGaAsP surgiu em fins de 76 quando o Prof. Navin Patel retornou de uma conferência nos Estados Unidos, na qual J. Hsieh havia apresentado um trabalho sobre tais lasers. Isso encaixou muito bem nos objetivos do grupo na época, que estava se voltando para a fabricação de lasers semicondutores de GaAlAs aplicáveis em comunicações ópticas, através do projeto Laser-Telebrás. Além de alguns trabalhos publicados em revistas internacionais, este é o principal fruto do trabalho iniciado na época. O trabalho, contém duas idéias novas. Primeiro, um laser especial que evita distorções e não-linearidades na curva de intensidade de luz como função da corrente foi fabricado e caracterizado. Segundo, uma inovação nos lasers convencionais foi feita com êxito: a introdução de camadas confinantes quaternárias cuja morfologia de superfície é melhor, possibilitando uniformizar as propriedades dos dispositivos de uma determinada pastilha, e aumentar a repetibilidade do processo de fabricação. Além dessas duas idéias, a tese contém toda tecnologia desenvolvida na fabricação, desde o crescimento epitaxial até a caracterização do dispositivo final, dos lasers semicondutores de InGaAsP, incluindo propriedades ópticas, elétricas e térmicas, além de física de funcionamento de tais dispositivos / Abstract: The possibility of optical communication systems for long distance and high capacity, together with the slow degradation rate of the In1-xGaxAsyP1-y devices is the main force that drives this technology forward. To fabricate devices for such applications we need to be able produce wafers with a high device yield and low threshold current density, with a high degree of reproducibility. Optical scattering losses caused by small corrugations at the interfaces of the active layer of DH wafer, can be responsible for a considerable increase in threshold current density of a laser device, depending upon the number and nature of the corrugations present within the device. This problem of imperfect morphology at the interfaces introduces an uncontrolled variation in average threshold current density from wafer to wafer and also a large scatter in the threshold current density of devices made from a given wafer. Attempts were made to improve the binary buffer layer morphology by varying the degree of supercooling and the cooling rate. Our observations suggest that the surface morphology of the binary InP layers is influenced strongly by the substrate orientation and phosphorous losses from the substrate surface during the pre-heating period. In contrast to this, very smooth layers are obtained with the quaternary In1-xGaxAsyP1-y alloy, even when x and y as 0.03 and 0.08 respectively. The results obtained with laser devices fabricated from wafers with quaternary confining layers are very encouraging: the devices have low threshold current density, as low as 1 kA/cm2, and the threshold scatter around the average value is very small. Continuous wave operation at room temperature has been achieved for lasers with SiO2 stripe as narrow as 10mm and active layer thickness of 0.1mm. To solve the problem of nonlinearity, a special laser structure was fabricated using two-step liquid phase epitaxy. The fabrication and properties of the conventional SiO2 striped lasers and this new laser structure, are described in detail / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

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

Orientador: Philippe Brosson / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T06:27:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinheiro_ErnestoSa_M.pdf: 1198885 bytes, checksum: a60bee1babac7b401394436953bfb84a (MD5) Previous issue date: 1974 / Resumo: Neste trabalho estudamos em detalhe o comportamento da emissão espontânea em lasers de Arseneto de Gálio ( CaAs ). Este estudo compreendeu duas partes. Na primeira, parte explicamos a não saturação da emissão espontânea no lado de energia baixa da linha do laser, através de urn modelo que se baseava na hipótese de não equilíbrio térmico entre os e elétrons dentro da cauda ( tail ). Na segunda parte, estudamos a emissão espontânea durante e depois da excitação do laser por pulsos de corrente muito rápidos. Nossas medidas de decaimento da emissão espontânea para a corrente acima do limiar e para os estados de energia mais baixa ( na cauda ) mostraram duas constantes de tempo. P. Brosson, J. E. Ripper e N. B. Patel antes observaram Uma redução na intensidade da emissão espontânea em corrente um pouco acima do limiar, para os estados de energia alta da linha do laser e bem próximos desta linha. Este comportamento e as duas constantes de tempo observadas no decaimento da emissão espontânea, interpretamos a partir de um modelo baseado na suposição de não equilibrio térmico ( contrariamente ao que vinha sendo admitido até o presente ) entre os elétrons injetados na região p de um laser de semicondutor. Observamos tempos longos de termalização e de recombinação que aumentavam quando iamos em direção aos estados mais fundos na cauda. Esses tempos mostraram, portanto, uma dependência na energia: quanto mais baixa era a energia na cauda ( tail ) , mais longos eram os tempos de termalização e de recombinação. Observamos tempo longos de termalização mesmo para estados bem próximos e acima da linha do laser. Cálculos computacionais preliminares baseados no nosso modelo concordaram qualitativarnente com os resultados experimentais de medidas de decaimento. Entretanto, estes cálculos ainda estão sendo testados, e por essa razão apresentados aqui / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Philippe Brosson / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T06:34:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sartorio_MariaSalete_M.pdf: 4100141 bytes, checksum: 9d71e9b457b0f204c08c1f8626b10fcd (MD5) Previous issue date: 1975 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Mauro Monteiro Garcia de Carvalho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T06:28:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Shibli_SuhailaMaluf_M.pdf: 1730456 bytes, checksum: 236889982997f1f6d1e8857742abd887 (MD5) Previous issue date: 1987 / Resumo: A liga quaternária semicondutora InGaAsP vem sendo utilizada na fabricação de dispositivos optoeletrônicos, os quais requerem um alto grau de controle quanto às suas características. Para isto, é necessário determinar certos parâmetros deste material. Informações sobre o número e mobilidade dos portadores, energia do nível de impurezas e mecanismos de condução, entre outras, são obtidas medindo-se a resistividade e o efeito Hall em função da temperatura. O presente trabalho consta de dois objetivos principais: a) Montagem e operação de equipamento para medidas de efeito Hall e resistividade em função da temperatura usando líquidos criogênicos. b) Análise dos resultados através de cálculos computacionais / Abstract: The quaternary alloy InGaAsP has been used in the fabrication of optoelectronic devices which require high degrees of control as far as their properties are concerned. Thus, it becomes necessary to determine some of its characteristic parameters. Information about the number and mobility of carriers, impurity energy level and conduction mechanisms, among others, are yielded by resistivity and Hall Effect measurements as a function of temperature. The present work has two main goals: a) Setting up and dealing with the proper experimental arrangements for such measurements using cryogenic liquids. b) Analyzing experimental results using computational calculations / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientadores: Rui F. de Souza, Edson Moschim / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-17T08:14:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BarrosJunior_LuizEugenioMonteiro_M.pdf: 2721519 bytes, checksum: 3084979701ac2e857867c260b9fe7ae7 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo sobre os diodos laser a semicondutor acoplados a urna cavidade externa e sua aplicação a sistemas de comunicação digital de alta velocidade. Primeiramente, é feita urna análise estática do conjunto laser a semicondutor acoplado a urna cavidade externa passiva onde discute-se regimes e pontos de operação. Neste sentido, estuda-se a influência da cavidade externa na freqüência de ressonância e na densidade de portadores necessária para oscilação, bem corno no número de modos presentes. Posteriormente, faz-se urna análise dinâmica baseada no desenvolvimento e na solução numérica das equações de taxa que regem o funcionamento do sistema laser+cavidade externa. Finalmente, faz-se urna avaliação do desempenho desta fonte óptica sob modulação direta quando inseri da num sistema de comunicação digital com taxas de transmissão de até 5 Gbit/s / Abstract: This work deals with semiconductor laser diodes coupled to an external cavity and its application to high velocity digital communication systems. Initially, a static analysis is performed for the semiconductor laser coupled to an external cavity, including mode and point of operation. In this sense, the influence of the external cavity on the resonance frequency and on the carrier density required for oscillation, as well as the number of modes involved, is investigated. Later, a dynamic analysis is presented based on the development and numerical solution of the rate equations that govern the operation of the assemble laser plus external cavity. Finally, an evaluation of the performance of this optical source under direct modulation is presented for a digital communication system operating at transmission rates up to 5 Gbit/s / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Frederico Dias Nunes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T12:38:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vilela_JoseMarioCarneiro_M.pdf: 1302276 bytes, checksum: f98960893bcfabf38320bb35efe52f47 (MD5) Previous issue date: 1978 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Eliermes Arraes Meneses / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T18:43:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Muribeca_ReinaldodoAmaral_M.pdf: 838920 bytes, checksum: 64d08b24a3401769c828a97c1775ed92 (MD5) Previous issue date: 1980 / Resumo: Foram feitas medidas de fotoluminescência em regime de alto nível de excitação ótica e baixas temperaturas (< 10 K). O objetivo deste trabalho foi explicar o aparecimento de uma banda larga que domina o espectro quando se passa de baixo para alto nível de excitação. A intensidade desta banda depende fortemente da excitação. Quando se eleva a temperatura de 2 K até 10 k a tendência é recuperar-se o espectro com baixo nível de excitação (linhas discretas). A posição daquela nova banda independe da excitação, isto é, permanece constante. A interpretação mais coerente foi de que esta banda é proveniente da recombinação de um liquido de elétrons e buracos, processo já evidenciado em alguns semicondutores (Si, Ge, GaP, etc). Um ajuste de curvas experimental e teórica foi feito e extraímos alguns parâmetros do liquido de elétrons e buracos: concentração de portadores n, energia de "gap" renormalizada Eg, níveis de Fermi eeF e ehF, potencial químico m e energia de condensação f / Abstract: Photoluminescence measurements have been performed under high excitation levels and low temperatures (< 10K) condition. This work aims to explain the appearance of a broad band which dominates the spectrum, upon passing from a low into a high excitation level. Its intensity is highly dependent of the excitation. When temperature is rised from 2 K up to 10 K the trend is to recover the low excitation level spectrum (discrete), the position of the band being independent of the excitation, e.g., remains constant. The interpretation assumed is the one that considers this band originated from the recombination of a electron-hole drop (EHD), as observed in other semiconductors (Si, Ge, GaP, etc.). The best fitting has been made and allows the obtainance of some characteristic EHD parameters: carriers concentration, renormalized gap energy, Fermi levels, chemical potential and condensation energy / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Navin B. Patel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T17:08:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nunes_FredericoDias_D.pdf: 3701766 bytes, checksum: 7f29f898d174bfcd8e620b6bca420b1a (MD5) Previous issue date: 1976 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Antonio Celso Fonseca de Arruda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-17T19:40:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_MarioCesarda_M.pdf: 2669735 bytes, checksum: 44f3b313a1ea1627df138c52c58745df (MD5) Previous issue date: 1984 / Resumo: Foi projetado e construído um forno para o puxamento de monocristais de silício de até 5cm de diâmetro e 1,5kg. Trata-se de um equipamento composto por cinco sistemas básicos, a saber: de aquecimento, de acionamento, de refrigeração, de atmosfera inerte e de forno. Os critérios de projeto foram baseados em recentes trabalhos sobre os parâmetros do processo Czochralski. Este trabalho propiciou a avaliação do mercado nacional de bens e serviços para a fabricação de um equipamento Czochralski e a formação de recursos humanos na área de insumos materiais para a microeletrônica. O capítulo 1, de introdução, situa a importância e justificação deste trabalho. No segundo capítulo são relatados os diversos métodos de obtenção de cristais, bem como os aspectos básicos da teoria do processo Czochralski. O terceiro capítulo, com base no seu precedente, trata dos requisitos básicos de um equipamento Czochralski, e da metodologia empregada no seu projeto, e na sua construção. O quarto capítulo é reservada a apresentação do equipamento construído. No capítulo 5 são relatadas e comentadas as conclusões concernentes ao equipamento construído e ao processo de crescimento de cristais apreendido. / Abstract: A 5cm diameter and 1.5kg silicon single crystal pulling capable furnace was designed and constructed. The equipment is composed by five basic systems. These systems are heating, seed driving, water cooled refrigeration, inert atmosphere and furnace. The design criteria are based on recent papers about Czochralski process parameters. This work made possible the valuation of the Brazilian market's commodities and services in order to construct a Czochralski equipment and it made possible the formation of human resources in materials related on microelectronics. The first chapter justifies the importance of this work. The various obtention crystal methods and the Czochralski process theory are showed in second chapter. The third chapter treats on the basic requirements of a Czochralski equipment, based on second chapter, and it treats on design and construction methodology used. At the fourth chapter is reserved the constructed equipment apresentation. The conclusions about the constructed equipment and the crystal growing process apprehension are presented on the fifth chapter. / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica