Este trabalho teve como objetivo principal o estudo de técnicas de nanofabricação aplicadas a filmes semicondutores do grupo 111-V, crescidos pela técnica de epitaxia por feixe molecular. Padrões, visando o domínio da técnica e a produção de nano-estruturas foram criados em filmes de GaAs utilizando-se a técnica de litografia por feixe de elétrons e ataques químicos. Os padrões foram gerados a partir de um software especial de controle que, acoplado ao microscópio eletrônico de varredura, através de uma interface, permite o controle externo da varredura x-y do feixe de elétrons. Estudamos o comportamento da espessura do filme de elétron-resiste poli (metacrilato de metila) (PMMA) em função da temperatura, aplicando soluções com pesos moleculares variados sobre filmes semicondutores, dissolvidos em Xileno, Monoclorobenzeno e Acetona. Investigamos o uso do ultra-som nos processos de revelação do PMMA e no ataque químico de superfícies de GaAs. Através da análise do ataque químico empregando várias formulações a base de ácidos em GaAs (100) e (3 1 l)A e B, determinamos a velocidade de ataque em cada caso, classificando as propriedades obtidas para a superfície. Em GaAs (100) avaliamos a dependência entre a rugosidade da face atacada e o tempo de ataque para uma solução de NH4OH:H2O (pH=7). Os resultados por nós obtidos formam um conjunto de dados que servirão de apoio a trabalhos futuros, desenvolvidos em nano-fabricação aplicada a filmes de GaAs, crescido em planos diferentes do (100). / This work had as main objective the study of nanofabrication techniques applied to thin semiconductor 111-V films, grown by molecular beam epitaxy. Patterns were generated to verifying the domain of the technique in the production of nanostructures in GaAs films, by means of chemical attack and electro-lithography. The patterns were generated with special software that connects the electronic microscope(Leo 440), through an interface that allows the externa1 control of the x-y sweeping for the electron beam. We studied the behaviour of the thickness of the electron-resists films of poly-methyl-metacrilate in hnction of the Spinner rotation, applying solutions with varied molecular weights on semiconductor films, dissolved in Xilene, Monoclorobenzene and Acetone. We investigated the use of the ultra-sound in the processes of revelation of PMMA and in the chemical attack of surfaces of GaAs. Through the analysis of the chemical attack using severa1 formulations of acids in GaAs (100) and (311)A and B, we determined the attack rate in each case, classifying the properties obtained for the surface. In GaAs (100) we evaluated the dependence between the nano-rugosity of the attacked face with the time of attack for a solution of NH4OH:H2O2 (pH=7). The results obtained by us form a group of data that will support future works, to be developed in nanofabrication applied to GaAs thin films grown in plans different from the (100).

Neste trabalho apresentamos medidas de fotocondutividade, decaimento da fotocondutividade persistente, resistência em função da temperatura em amostras de AlxGa1-xAs de gap direto e indireto, dopadas com Si. Comparamos as teorias de Brooks-Herring e Takimoto, ambas referentes ao espalhamento por impurezas ionizadas, e sua aplicabilidade para nosso material. Interpretamos a presença de um estado de energia intermediário nos cálculos da energia de ativação baseado nos resultados de concentração de elétrons livres em função da temperatura .como devido ao defeito D-. Nos resultados de decaimento da fotocondutividade persistente no intervalo de 80 - 100K, contamos com a contribuição do espalhamento por dipolos e propomos o par d+ - VAS- como os responsáveis pela formação destes dipolos e conseqüente melhoria do ajuste da simulação numérica. / In this work, we show results of photoconductivity, decay of persistent photoconductivity, resistance x temperature in Si doped direct and indirect bandgap AlxGa1-xAs. We compare Brooks-Herring and Takimoto theories, both in reference to ionized impurity scattering applied to our material. We interpret the intermediate state in our calculation of activation energy as a D- defect. In the numerical simulation of decay of persistent photoconductivity in the range 80-100 K, we propose the dipole pair d+ - VAS- responsible for the fitting improvement, when the dipole scattering is taken into account.

Exploramos a magnetoresistência em super-redes periódicas de GaAs/AlGaAs com diferentes forças de desordem, produzida pela variação do potencial ou introduzida por rugosidades interfaciais. Nessas super-redes, dependendo da desordem, identificamos diferentes regimes de transporte quântico: os regimes de localização fraca, propagativo e difusivo, e o regime de localização forte, isolante. Nossos resultados sugerem diferentes mecanismos de defasagem da função de onda eletrônica nos limites da localização fraca e forte. A transição metal-isolante manifesta-se em correspondente modificação da interferência quântica, mostrando uma modificação na magnetoresistência quando passamos de sistemas metálicos para isolantes. Estudamos ainda a energia de acoplamento vertical nas super-redes, modificada pela variação da espessura do poço quântico, e isso revelou um significativo decréscimo do acoplamento com o aumento da desordem. Estudamos a coerência de elétrons em super-redes desordenadas GaAs/Al0,3Ga0,7As em função do acoplamento vertical entre as camadas. Dependendo da relação da energia de desordem com a energia de Fermi, identificamos um regime de transporte difusivo coerente ou incoerente. Através das medidas de magnetoresistência nos dois regimes, conseguimos obter a energia de acoplamento vertical, o comprimento de coerência vertical e o tempo de defasagem do elétron no plano das camadas. A comparação entre esses valores, nos permitiu investigar a influência da desordem na coerência das quasiparticulas. Por fim, investigamos também em super-redes intencionalmente desordenadas GaAs/AlxGaAs1-x, a influência da desordem anisotrópica na interferência quântica. No caso de uma desordem suficientemente forte, encontramos uma anisotropia do tempo de defasagem eletrônico, que se mostrou menor na direção da desordem. Os efeitos de anisotropia foram mais fortes no regime de transporte isolante que no regime metálico. Verificamos também a relação de escala para o campo magnético nas correções de magnetoresistência. / The magnetoresistance was explored in GaAs/AlGaAs superlattices with different strengths of disorder produced either by random variation of the well thickness or by interface roughness. Depending on the disorder strength, three different regimes of the quantum transport were distinguished: the regimes of weak localization identified as the regimes of propagative and diffusive Fermi surfaces and strongly localized insulating regime. Our results imply different dephasing mechanisms in the weak and strong localization limits, which indicates the quantum inference across metal-to-insulator transition by modification of magetoresistance. The vertical coupling energies in the superlattices determined with the random variation of the well thicknesses revealed a significant decrease with increasing disorder strength. The crossover form interlayer coherent to interlayer incoherent transport was studied in intentionally disordered GaAs/Al0,3Ga0,7As as a function of the vertical interlayer coupling. Depending on the relation of the disorder energy and Fermi energy, the coherent and incoherent diffusive transport regimes were distinguished. The vertical coupling energy, the vertical coherence length, and the in-plane phase-breaking time were obtained by magnetoresistance measurements in the coherent and incoherent regimes. Comparing these values, we investigated the influence of disorder on the quasiparticles coherence. Moreover, the influence of anisotropic disorder on quantum interference was studied in the intentionally disordered GaAs/AlxGaAs1-x superlattices. In case of sufficiently strong disorder the quantum interference exhibited a structural dependence resulting in the anisotropy of the phase-breaking time, which was found shorter in the direction of the disorder. The anisotropy effects were shown stronger in the insulating transport regime than in the metallic one. In this study, we prove the effects of anisotropy of the weak-field magnetoresistance by scaling magnetic field relation.

Neste trabalho foram processados e caracterizados dispositivos emissores de luz (LED’s) baseados em estruturas p-i-n a partir de filmes de GaAs dopados unicamente com Silício e crescidos através da técnica de Epitaxia de Feixes Moleculares sobre substratos de GaAs orientados nas superfícies (311)A e (211)A. Nas superfícies (311)A e (211)A, o Si tem comportamento anfótero, ou seja, pode ocupar tanto o sítio do Ga como o do As, o que resulta em filmes com portadores tipo n e p, respectivamente. As características elétricas dos filmes dependem das seguintes condições de crescimento: i) razão entre os fluxos de Ga e As; e ii) temperatura do substrato. As técnicas de caracterização utilizadas foram fundamentalmente: Fotoluminescência, IxV (corrente-tensão) e Efeito Hall. Os dispositivos p-i-n foram processados a partir de técnicas convencionais de fotolitografia e caracterizados a partir das técnicas de IxV e Eletrolumi-nescência. Os dispositivos estudados foram produzidos a partir de camadas de GaAs e AlGaAs crescidas nas direções [311]A e [211]A. Os dispositivos obtidos a partir de filmes dopados de GaAs apresentaram uma boa eficiência de emissão, porém foram observadas perdas ôhmicas ocasionadas pela natureza da junção obtida nestes planos, ocasionada por defeitos, principalmente nos filmes dopados tipo n que são crescidos em condições extremas de temperatura e pressão de Arsênio. Os dispositivos a base de AlGaAs apresentaram baixa eficiência e altas perdas, relacionadas com a alta compensação apresentada pelos filmes. Foram testados também dispositivos com heteroestruturas na camada intrínseca, apresentando resultados satisfatórios.

No presente trabalho concentramos nossos estudos nas propriedades do sistema GaInP/GaAs, particularmente nas propriedades estruturais das interfaces e sua correlação com as propriedades ópticas. Subdividimos esta dissertação em duas partes principais, a primeira trata da investigação de amostras crescidas por CBE (Chemical Beam Epitaxy), onde no crescimento das interfaces variou-se diversos parâmetros. visando a melhoria do perfil das interfaces. Desse estudo concluímos que o crescimento de uma camada de GaP na primeira interface (GaAs crescido sobre GaInP) pode melhorar sua qualidade. A partir desta informação, na segunda parte, realizamos estudo para um conjunto de amostras crescidas pela técnica MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) com diferentes larguras de poços, e contendo uma monocamada de GaP na primeira interface. Os dados experimentais obtidos nesta segunda parte foram analisados à luz do modelo dos mínimos locais e absolutos e da mecânica estatística predictiva. A análise dos nossos resultados experimentais, usando os modelos teóricos, mostrou-se consistente e coerente. Ainda, por meio da mecânica estatística predicitiva ajustamos os dados experimentais de PL e obtivemos outras duas grandezas físicas, a energia cinética média dos portadores e o índice entrópico informacional, usados para indicar a qualidade das interfaces. Finalmente, observando que os modelos utilizados descreviam com sucesso os resultados experimentais, passamos a analisar um conjunto de amostras no qual mantivemos todos os demais parâmetros de crescimento fixos e variamos a espessura da camada de GaP na primeira interface. A análise mostrou excelente consistência e coerência dos resultados, permitindo confirmar a potencialidade dos modelos teóricos utilizados no tratamento dos dados experimentais e também ampliar a compreensão sobre o papel da camada de GaP na uniformização das interfaces dos poços quânticos de GaInP/GaAs / In the present work we concentrate our studies in the properties of the GaInP/GaAs quantum wells system, particularly in the structural properties of the interfaces and its correlation with the optic characteristics. We subdivide this work in two main parts, the first one deals with the investigation of samples grown by CBE (Chemical Beam Epitaxy), where in the growth of the interfaces diverse parameters were changed. From this study we conclude that a GaP layer localized first interface (GaAs grown on GaInP) can improve its quality. Using this information, in the second part, we studied a set of samples grown by MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) containing wells with different widths, and with a GaP monolayer in the first interface. The experimental data obtained in this second part had been analyzed on the light of the local and absolute minimums model and of the predictive statistical mechanics. The analysis of our experimental results, using the theoretical models. revealed be consistent and coherent. Still, by means of the predictive statistical mechanics we fitting the experimental data of fotoluminescence and extracted the average kinetic energy of the carriers and the informational entropic índex, used to indicate the quality of the quantum well interfaces. Finally, observing that the used models provide a very well description of the experimental results, we start to analyze a set of samples in which the growth parameters are fixed except the thickness of the GaP layer at the first interface. The analysis showed the excellent coherence and consistency of the results, allowing to confirm the potentiality of the theoretical models used in the treatment of the experimental data and, also, permited to extend the understanding about the performace of the GaP layer in the improvement of the interface quality in GaInP/GaAs quantum wells

Este trabalho descreve a obtenção e caracterização de cristais do composto semicondutor III-V-GaSb, crescidos a partir da fase líquida pelo método Czochralski e pela técnica do Líquido Encapsulante (LEC). Na parte experimental, apresenta-se o procedimento utilizado para o crescimento de cristais de GaSb não-dopados e dopados com Alumínio. Faz-se referência ao projeto e a construção de um sistema experimental para a injeção de vibração ultrasônica no banho, através do fundo do cadinho, durante o puxamento dos cristais e dos métodos utilizados na caracterização dos mesmos. Utiliza-se a técnica metalográfica por ataques químicos seletivos para o estudo dos defeitos de crescimento resultantes do método utilizado. Os resultados indicam que o Al utilizado como dopante em GaSb segrega preferencialmente pp o líquido (kef> 1), reduz a densidade de discordância no cristal e o ultra-som injetado no banho tem influência nas estrias rotacionais do mesmo. Dos reagentes químicos testados, nos cristais de GaSb dopados com Al, para a caracterização dos defeitos de crescimento, o que apresentou o melhor desempenho e a maior seletividade foi o reagente H2SO4 + H2O2 diluído ou não, em água deionizada. Os defeitos típicos observados nos cristais crescidos por LEC foram discordâncias, estrias rotacionais e precipitados. / This work describe the procedure used in the growth and characterization of GaSb compound semiconductor III-V with the Liquid Encapsulated Czochralski (LEC) technique. ln the crystal growth experiments doped and undoped GaSb crystals were obtained. The design and construction of the experimental apparatus to introduction of the ultrasonic vibration into the melt during the crystal growth is described. The crystals have been characterized by atomic absorption analysis, macrografic and micrografic examinations, microhardness tests, and electricalmeasurements. The results show that the effective coefficient distribution of Al in GaSb, is bigger that one (kef > 1). The etch pit densities were lower at the top than at the bottom of as-grown crystals and could be reduced through doping with Al. The ultrasonic vibration on the melt have affected the rotational striations in the crystals. The etching solution of H2O2 + H2SO4 diluted or not in water, has demonstrated the best performance for revealing typical defects in as-grown GaSb crystals.

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-06-13T19:13:46Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertacao_Charles.pdf: 4536947 bytes, checksum: 646198e97695c41d56a17eb67e2ca63b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-13T19:13:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertacao_Charles.pdf: 4536947 bytes, checksum: 646198e97695c41d56a17eb67e2ca63b (MD5) Previous issue date: 2015-08-21 / Para medir a dose em procedimentos que utilizam raios X foi desenvolvido um sistema dosimétrico. O equipamento desenvolvido consiste de um dosímetro portátil de leitura direta com base em detectores semicondutores e um sistema computacional de processamento de dados instalado em um computador. A comunicação entre o dosímetro portátil e o sistema computacional pode ser realizada via rede sem fio ou conexão USB. Diversos dosímetros podem ser conectados a um mesmo sistema computacional. Os dados que trafegam pela rede são transmitidos em tempo real para todos os usuários através de um protocolo de comunicação desenvolvido especialmente para este projeto. O sistema tem potencial de aplicação tanto na dosimetria de paciente como na monitoração ocupacional. O sistema dosimétrico foi testado nas qualidades de radiodiagnóstico definidas pela IEC 61267 denominadas de RQR3, RQR5, RQR8, RQRI0. Na monitoração ocupacional foram utilizadas as qualidades de radioproteção definidas pela ISO 4037 conhecidas como 40, N60, N80, NI00 e N120. Além disso, o dosímetro foi também avaliado com energias dos raios gama do Cs-137 e Co-60. Com base nos resultados, pode-se observar que a resposta do dosímetro possui coeficiente de variação menor 1 % e desvio padrão inferior a 10 % nos testes de reprodutibilidade. O sistema apresenta uma resposta linear quando exposto ao kerma no ar nas qualidades de radiação estudadas. / A dosimetric system has been developed for dose measurement in procedures which makes use of X-rays. The developed instrument consists of a semiconductor-detector based portable wireless dosimeter and a computational data processing system installed in a computer. Communication between the portable dosimeter and the system installed on the computer can be performed via wireless network or USB. Several portable dosimeters can be connected to one computational system. The data that travel over the network are transmitted in real time to all users through a communication protocol specifically designed for this application. The system has potential application in both for patient dosimetry and occupational monitoring. The dosimetric system has been tested at the IEC 61267 radiation qualities RQR3, RQR5, RQR8 and RQR10, for radiology, and, ISO 4037 N40, N60, N80, N100 and N120, for occupational monitoring. Moreover, the dosimeter has also been evaluated in gamma ray energies of Cs-137 and Co-60. Based on the results, one can observe that the dosimeter response has a coefficient of variation below 1 %, and a standard deviation lower than 10 % for reproducibility tests. The system displays a linear response when exposed to Air Kerma for the studied radiation qualities.

Orientador: Jose Antonio Brum / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-20T22:01:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resende_XimenesRocha_M.pdf: 2188818 bytes, checksum: 081e5c734241d1fd7bfb5f31ef4960fd (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Neste trabalho, estendemos o formalismo de Massa Efetiva e Função Envelope aplicado ao cálculo de heteroestruturas para incluir acoplamento entre vales de pontos distintos da zona de Brillouin. Em particular , estudamos a simetria do acoplamento G -X e aplicamos o formalismo desenvolvido ao problema de Excitons confinados em poços quânticos G -X acoplados. analisamos a transição sistema direto/sistema indireto mediada por um campo elétrico externo e calculamos, em função deste campo, alguns parâmetros que são importantes para a dinâmica excitônica neste materiais: massa efetiva perpendicular à interface, dispersão de estados, força de oscilador / Abstract: In this work we have extended the Effective Mass and Envelope Function approximation applied to heterostructures to address the problem of mixing among different valleys in the Brillouin zone. We have studied specifically the symmetry of G -X mixing and we applied the developed model to treat confined excitons in coupled G - X quantum wells. We analyzed the transition between direct and indirect system assisted by an external electric field and calculated some parameters, as a function of this field, that are important to excitonic dynamics: effective mass perpendicular to interfaces, dispersion of states, oscillator strength / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Gerald Weber / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-21T00:16:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlcaldeMilla_AugustoMiguel_M.pdf: 1217062 bytes, checksum: 32898d4164c6dc54b35fb6f02ae8f977 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Esta tese discute a influência da não-parabolicidade da banda de condução na interação elétron-fónon em poços quânticos de GaAs-AIGaAs. Calculamos as taxas de transição elétron-fónon devido a fonons confinados e de interface em poços quânticos de GaAs-AIGaAs considerando a influência da não-parabolicidade das bandas de energia. Um modelo da camada dielétrica reformulado é usado para descrever os fonons confinados e assume-se um modelo simples para levar em conta os efeitos da não-parabolicidade. Foram obtidas expressões analíticas no limite quântico extremo para as taxas de transição intra e intersub-banda. Apresentamos também resultados para taxas parabólicas com o propósito de fazer comparações e mostrar que ocorrem importantes diferenças quantitativas, desta forma podemos determinar as situações onde a não-parabolicidade pode ou não ser desprezada. Foi encontrado que nas transições intra e intersub-banda devido a fonons confinados, as taxas de transição são significativamente incrementadas, enquanto para fonons de interface as taxas de transição decrescem. A taxa de transição total é consideravelmente afetada pela não parabolicidade das sub-bandas / Abstract: This thesis discusses the influence of the nonparabolicity of the conduction band on the electron-phonon interaction in GaAs-AIGaAs quantum well8. We calculate the electron-LO-confined and interface-phonon scattering rates in GaAs-AIGaAs quantum wells considering the influence of nonparabolicity on the energy bands. A reformulated slab model is employed to describe the confined phonon and a simple model is assumed to take these nonparabolicity effects into account. Analytic expressions for the intra and intersubband scattering rates in the extreme quantum limit were obtained. We show also results of scattering rates in the parabolic approximation in order to make comparisons and show that important quantitative differences occur, in this way we are able to determine for which situations the subband nonparabolicity can be neglected or not. It is found that for intra and intersubband transitions due to emission of confined phonons the scattering rates are significantly increased, while for interface phonons the scattering rates are decreased. The total scattering rate is considerably affected by the subband nonparabolicity / Mestrado / Física / Mestre em Física

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