Neste trabalho realizamos o crescimento de monocristais de &#945-HgI2 e PbI2, utilizados na confecção de detectores de radiação ionizante (raio-x e raio gama) a temperatura ambiente, bem como o crescimento de PbI2:HgI2 com composição nominal de HgI2 variando de 600 ppm ate 50000 ppm. Utilizamos o método de sublimação repetida para a purificação do iodeto de mercúrio e o crescimento do mesmo foi realizado pelo método PVT - \"Physical Vapor Transport\". Cristais de PbI2 and PbI2:HgI2 foram crescidos pelo método Bridgman. Apesar das diferentes estruturas cristalinas do HgI2 e PbI2, encontramos um limite de solubilidade em tomo de 600 ppm do iodeto de mercúrio no iodeto de chumbo. Através das medidas de fotoluminescência obtivemos informações sobre a pureza e qualidade cristalina das amostras obtidas. A largura da banda proibida dos cristais foi determinada através da absorção óptica, sendo de 2.10 eV para o HgI2 e por volta de 2.3 eV para o PbI2 e os cristais de PbI2: HgI2. Medimos também a condutividade elétrica em função da temperatura em todas as amostras. O valor da condutividade elétrica a temperatura ambiente e de 10-13 &#937-1 cm-1 para o HgI2, 10-12&#937-1 cm-1 para o PbI2 e varia entre 10-11 e 10-14 &#937-1 cm-1 para os cristais de PbI2: HgI2. Os cristais de HgI2 e PbI2 obtidos possuem boa qualidade cristalina, pureza, altos valores de largura de banda proibida e baixos valores de condutividade elétrica; qualidades necessárias para o bom desempenho em detectores de radiação ionizante / In this work we describe the growth of &#945-HgI2 and PbI2 single crystals, that are used to produce high energy radiation detectors (x-ray and y-ray) at room temperature, as well as the growth of PbI2:HgI2 crystals with nominal composition of HgI2 varying from 600 ppm to 50000 ppm. We used the repeated sublimation method to purify the mercuric iodide, and the growth of this material was done using the \"Physical Vapor Transport\" - PVT method. PbI2 and PbI2:Hgh crystals were growth by Bridgman method. In spite of the difference between the PbI2 and Hgb structures, we found a solubility limit of about 600 ppm of the mercuric iodide in the lead iodide. Using photoluminescence measurements we got information about purity and crystalline quality of the obtained samples. The gap energy of these crystals was determined through optical absorption, these values are 2.1 eV for HgI2 and about 2.3 for PbI2 and PbI2: HgI2 crystals. We also made measurements of the temperature dependence of the electrical conductivity in the samples. The electrical conductivity values at room temperature are about 10-13 &#937-1 cm-1 for HgI2, 10-12&#937-1 cm-1 for PbI2 and in the range of 10-11 and 10-14 &#937-1 cm-1 for PbI2: HgI2 crystals. The HgI2 and PbI2 crystals obtained have good crystalline quality, purity, high values of gap energy and low values of electrical conductivity those are necessary properties to good performance detectors

Calculamos a estrutura eletrônica de heteroestruturas semicondutoras III-V e II-VI na aproximação da função envelope, usando o método k.p, na presença de campos elétricos e magnéticos externos. Para isso desenvolvemos um método numérico baseado na técnica das diferenças finitas e no método da potência inversa para resolvermos a equação de massa efetiva. As principais características desse método são a estabilidade, a rápida convergência e a possibilidade de calcular os estados ligados de poços quânticos com formas arbitrárias na presença de campos elétricos e magnéticos. Investigamos inicialmente o tunelamento ressonante de portadores em um poço quântico duplo assimétrico de GaAs/GaAlAs na presença de um campo elétrico aplicado na direção de crescimento e de um campo magnético aplicado no plano perpendicular. Mostramos como as relações de dispersão de um poço quântico simples podem ser obtidas experimentalmente da curva do campo elétrico versus campo magnético ressonante e como, para determinadas intensidades desses campos, podemos colocar os estados eletrônicos e de buracos em ressonância simultaneamente, isto é, mostramos a possibilidade de termos o tunelamento ressonante de éxcitons. Investigamos também o tunelamento ressonante de portadores em um poço quântico duplo assimétrico de CdTe/CdMnTe na presença de um campo elétrico e de um campo magnético aplicados na direção de crescimento. Mostramos então como podemos obter o tunelamento ressonante de elétrons, buracos e também de éxcitons. Outro problema estudado foi a anisotropia do efeito Zeeman com a direção do campo magnético aplicado em um poço quântico simples de CdTe/CdMnTe. Calculamos os níveis de energia e as transições eletrônicas desse sistema em função da intensidade e da direção do campo magnético. Em todos os casos fazemos uma comparação dos nossos resultados com dados experimentais apresentados na literatura. / The electronic structure of III-V and II-VI semiconductor heterostructures has been calculated in the envelope function approximation using the k.p method in the presence of external electric and magnetic fields. A numerical method based on the technique of the finite differences and in the inverse power method has been developed to solve the effective-mass equation. The main features of this method are stability, fast convergence and ability to calculate bound states of quantum wells with arbitrary shapes including electric and magnetic fields. We investigate the resonant tunneling of carriers in an GaAs/GaAlAs asymmetric double quantum well in the presence of an electric field applied in the growth direction and a magnetic field applied in the perpendicular plane. We show how the dispersion relation of a quantum well can be experimentally determined from the electric versus resonant magnetic fields curves. For certain intensities of these fields, we can make both electrons and holes resonate simultaneously, which leads to resonant tunneling of excitons. The resonant tunneling of carriers has also been investigated in a CdTe/CdMnTe asymmetric double quantum well in the presence of an electric field and a magnetic field applied both in the growth direction. For this system we show that how we can obtain resonant tunneling of electrons, holes and excitons. Finally, we have studied the anisotropy of the Zeeman Effect as a function of the direction of the magnetic field for a CdTe/CdMnTe quantum well. We calculated the energy levels and the electronic transitions of this system as a function of the intensity and the direction of the magnetic field. In all the cases we compare our results with available experimental data.

Orientador: Mônica Alonso Cotta / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-02T10:59:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nica_MarianaZavarize_M.pdf: 75724631 bytes, checksum: 1480ea9eb35b1740d4b908e32d13c9c4 (MD5) Previous issue date: 2017 / Resumo: Neste trabalho, estudamos o crescimento de nanofios planares de InP pelo mecanismo Vapor-Líquido-Sólido (VLS), com o objetivo de entender a dinâmica da nanopartícula metálica catalisadora durante o processo. Para isso utilizamos substratos de GaAs (111)A e o sistema de Epitaxia de Feixe Químico (CBE). O óxido nativo não foi totalmente removido termicamente antes do crescimento, com o objetivo de manter o nanofio isolado eletricamente do substrato. Como um dos objetivos do trabalho, estudamos a possibilidade de controle da direção de crescimento do nanofio planar através de diferentes tratamentos de superfície, e de modo independente da cristalografia do substrato utilizado. As amostras processadas e/ou crescidas foram caracterizadas por técnicas de microscopia eletrônica (varredura e transmissão) e microscopia de força atômica. Investigamos inicialmente como a camada de óxido influencia as direções de crescimento dos nanofios planares no substrato não tratado. Posteriormente, processamos padrões de linhas com rugosidade ligeiramente diferente da mostrada pelo substrato, utilizando técnicas como Litografia por Feixe de Elétrons (EBL), Corrosão por Feixe de Íons Focalizados (FIB) e Ataque por Íons Reativos (RIE). Os padrões gravados eram compostos por linhas perpendiculares com várias micra de comprimento e larguras de dezenas de nm. Observamos que existe uma relação direta do diâmetro do nanofio com a orientação que este assume ao chegar à região onde se encontra a linha (se segue alinhado à linha ou se a ignora; ou se muda sua orientação). Nossos resultados podem ser explicados pelas diferentes energias de superfície presentes no problema, que afetam a dinâmica da nanopartícula catalisadora. Nosso trabalho também mostra que é possível obter maior controle da orientação espacial do nanofio planar crescido, controlando o processamento da superfície e o diâmetro da nanopartícula / Abstract: In this work, we studied the growth of InP planar nanowires by the vapor-liquid-solid (VLS) mechanism, in order to understand the metallic catalyst nanoparticle dynamics during this process. In our studies, we used GaAs (111)A substrates and the Chemical Beam Epitaxy (CBE) system. The native oxide layer was not completely thermally desorbed, in order to keep the nanowire electrically isolated from the substrate. As one of the goals of this work, we study the possibility to control nanowire growth direction via different surface treatments, independently of the substrate crystallography. Our processed and/or grown samples were characterized by electron (scanning and transmission) and atomic force microscopy. We first investigated how the oxide layer influences the growth directions of planar nanowires on unprocessed substrates. Subsequently, patterns of lines with roughness slightly different from those shown by the substrate were patterned using techniques such as Electron-beam Lithography (EBL), Focused Ion-beam Corrosion (FIB) and Reactive Ion Etching (RIE). These patterns were composed of perpendicular lines with several micra in length and tens of nanometers wide. We observed that there is a direct relation between the nanowire diameter and the orientation that the nanowire assumes when it reaches the region where the line is located (if the nanowire aligns with the line or ignores it, or if its orientation changes). Our results can be explained by the different surface energies present in the problem, which affect the dynamics of the catalytic nanoparticle. Our work also shows that it is possible to obtain better control of the spatial orientation of the grown planar nanowire, by controlling the surface processing and the nanoparticle diameter / Mestrado / Física / Mestra em Física / 132655/2015-2 / CNPQ

Orientador: José Brás Barreto de Oliveira / Banca: José Humberto Dias da Silva / Banca: Euzi Conceição Fernandes da Silva / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividadesde pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: Estruturas dot-in-a-well (DWELL) têm sido extensivamente estudadas nos últimos anos devido a sua relevância para a fabricação de dispositivos ópticos e eletrônicos, em especial os fotodetectores e lasers de alto desempenho. inserir pontos quânticos (QDs) em poços quânticos (QWs) aumenta a densidade dos pontos quânticos que, somado ao confinamento adicional fornecido pelo poço quântico, resulta em eficiência óptica elevada. Muitos trabalhos se dedicam ao estudo da dinâmica dos portadores, a fim de compreender melhor o funcionamento dos dispositivos, principalmente em altas temperaturas. Em nosso estudo, as amostras DWELL, em que os pontos de InAs são confinados em poços de InGaAs, foram crescidas sobre um substrato de GaAs por epitaxia de feixe molecular (MBE) e analisadas a partir de medidas de fotoluminiscência (PL). Os pontos quânticos foram obtidos pelo método de Stranski-Krastanov. Para realizar as medidas de PL foi utilizado um monocromador Jobin Yvon T64000. As amostras foram inseridas em um criostato de Janis, com circuito fechado de He, e excitadas por um laser de Ar. O sinal da PL, depois de espalhado, foi detectado por um detector de Ge e registrado usando um amplificador lock-in. Nos espectros de emissão foram identificados três picos em medidas com alta potência de excitação e baixa temperatura. Os resultados das medidas de PL em função da potência de excitação indicaram que se tratava de transições entre níveis confinados nos QDs. Não foi identificado comportamento bi-modal no crescimento dos pontos quânticos nas amostras analisadas. Os resultados das medidas de PL, para diferentes regimes de excitação, mostraram que em todas as transições ópticas investigadas há éxcitons envolvidos e as recombinações não radiativas são insignificantes. Os gráficos de intensidade da PL integrada em função da... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The dot-in-well (DWELL) structure has been exensively studied in recent years because of its relevance to the fabrication of optical and electronic devides, in particular, high-performance photodetectors. The insertion of quantum dots (QD) in the well increases the density of dots which, added to the additional confinement provided by the quantum well, results in a higher optical efficiency. Many works has been devoted to the study of the dynamics carriers in order to properly understand the functioning of devices mostly at high temperatures. In our study, a DWELL sample, in which InAs QDs are confined in InGaAs wells, was grown on a GaAs substrate by molecular beam epitaxy (MBE) and was analyzed by photoluminescence (PL) measurements. The quantum dots were grown by typical Stranski-Krastanov method. The PL spectra were obtained in a T64000 Jobin Yvon Monochromator. The sample was inserted in a Janis He-closed-circuit crystat and excited using an Ar-ion laser. The PL signal, after dispersed, was detected by a Ge-detector and recorded using a loock-in amplifier. In the emission spectra is possible to identify 3 peaks in high power and low temperature. The results of PL measurements depending on the power excitation showed that the peaks are related to transitions between the confined levels in the QDs. Not been identified bi-modal behavior in the growth of quantum dots in the samples analyzed. The results of the PL measurments for different excitation regimes showed that in all the investigated optical transitions there excitons involved and non radiative recombinations are insignificant. The graphics of integrated PL intensity as a function or inverse temperature allowed finding different ranges of temperature and the activation energies associated with the processes of thermal escape of... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2015-06-02T16:53:40Z No. of bitstreams: 1 469858 Texto Completo.pdf: 7135001 bytes, checksum: 232fdeb10ae43ec70dca9941fb5b3828 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-02T16:53:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 469858 Texto Completo.pdf: 7135001 bytes, checksum: 232fdeb10ae43ec70dca9941fb5b3828 (MD5) Previous issue date: 2015-03-24 / Ternary alloys of III-V semiconductor materials, in particular Ga1-xInxSb, are ideal candidates for substrates because of the possibility to define the lattice constant as a function of concentration of the third element, indium, enabling the adjustment of the lattice parameter in accordance to the subsequent epitaxial layer. Therefore, the mono-crystallinity of the epitaxial layer is favored and the tensions at the interface layer/substrate are reduced, allowing to numerous possibilities and applications. Aluminum (Al) is considered an isoelectric dopant for Ga and In, meaning that it does not change the number of charge carriers, but increases the mobility in GaSb crystals. When Al is added to the Ga1-xInxSb ternary alloy, it can have influence over native defects passivating and/or compensating them. To understand the influence of Al on the distribution of indium (In) in ternary alloys of Ga1-xInxSb, pure and doped Ga0,8In0,2Sb crystals were obtained with approximately 1020 atoms/cm3 of Al using a vertical Bridgman system.Analysis by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectrometry (EDS), X-ray diffraction (XRD), particle induced X-ray emission (PIXE) and particle induced gamma ray emission (PIGE) were used for the structural and compositional characterization of the crystals. The obtained crystals of Ga0,8In0,2Sb, doped with aluminum or not, exhibited segregation of the third element, however, for Ga0,8In0,2Sb:Al crystals the segregation decreased. The crystals of Ga0,8In0,2Sb:Al presented a good structural homogeneity when compared to the undoped alloy, and they were free from cracks and micro cracks. All of the obtained crystals presented precipitates, twins and grains with different concentrations of In. In the crystals doped with aluminum, single regions were observed in the solidification direction, which can be associated to a more uniform distribution of indium.The small compositional variation observed in the crystals, in radial direction, and measured by PIXE, may be related to the solid-liquid interface?s quasi-equilibrium behavior. The results indicated that aluminum has influenced the indium distribution in the crystals, in the solidification direction, and the electrical properties imply that the aluminum may have contributed to the generation of accepter defects such as GaSb, InSb e AlSb, wherein the number of charge carriers increased in the doped crystals. The possibility of complex defects generation such as (VGaGaSb), (VGaInSb) e (VGaAlSb) cannot be excluded, since the charge mobility in the doped crystals decreased. / Ligas tern?rias de materiais semicondutores III-V, nomeadamente Ga1-xInxSb, s?o candidatas ideais para substratos, pois a possiblidade de se definir a constante de rede em fun??o da concentra??o do terceiro elemento, o ?ndio, possibilita o ajuste do par?metro de rede de acordo com a camada epitaxial subsequente. Desta forma, a monocristalinidade da camada epitaxial ? favorecida e as tens?es na interface camada/substrato s?o diminu?das, introduzindo in?meras possibilidades e aplica??es. O alum?nio (Al) ? considerado um dopante isoel?trico do Ga e do In, isto ?, n?o altera o n?mero de portadores de carga, mas aumenta a mobilidade em lingotes de GaSb. Ao ser adicionando na liga tern?ria Ga1-xInxSb, pode influenciar passivando e/ou compensando os defeitos nativos. Para compreender a influ?ncia do Al na distribui??o do ?ndio (In) em ligas tern?ria de Ga1-xInxSb, foram obtidos lingotes de Gao,8In0,2Sb puros e dopados com aproximadamente 1020 ?tomos/cm3 de Al em um sistema Bridgman vertical.An?lises por microscopia eletr?nica de varredura (MEV), espectroscopia por dispers?o de energia (EDS), difra??o de raios X (XRD), emiss?o de raios X induzida por part?culas (PIXE) e emiss?o de raios gama induzida por part?culas (PIGE) foram utilizadas para a caracteriza??o estrutural e composicional dos lingotes. Os lingotes de Ga0,8In0,2Sb obtidos, dopados ou n?o com alum?nio, apresentaram segrega??o do terceiro elemento, por?m, para os lingotes Ga0,8In0,2Sb:Al a segrega??o foi menor. Os lingotes de Ga0,8In0,2Sb:Al apresentaram uma boa homogeneidade estrutural, livres de fissuras e micro trincas, quando comparados ? liga n?o dopada. Todos os lingotes obtidos apresentam forma??o de precipitados, maclas e gr?os com diferentes concentra??es de In. Nos lingotes dopados com alum?nio foram observadas regi?es com pequena quantidade de gr?os na dire??o da solidifica??o, que podem ser atribu?das a uma distribui??o do ?ndio mais uniforme. A pequena varia??o composicional observada nos lingotes, no sentido radial, mensurada por PIXE, pode ser atribu?da ao comportamento pr?ximo ao equil?brio da interface s?lido-liquido.Os resultados obtidos sugerem a influ?ncia do alum?nio na distribui??o de ?ndio nos lingotes, na dire??o da solidifica??o, ao mesmo tempo que as propriedades el?tricas sugerem que o alum?nio possa ter contribu?do para a gera??o de defeitos aceitadores como GaSb, InSb e AlSb, sendo que o n?mero de portadores de carga aumentou nos lingotes dopados. N?o se exclui a possibilidade da gera??o de defeitos complexos como (VGaGaSb), (VGaInSb) e (VGaAlSb), uma vez que a mobilidade das cargas nos lingotes dopados diminuiu.

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2016-05-10T12:00:19Z No. of bitstreams: 1 DIS_ANELISE_FERNANDES_BORCELLI_COMPLETO.pdf: 3236026 bytes, checksum: 1ef077f1aa686a54c1db1ee1f57a3393 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-10T12:00:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_ANELISE_FERNANDES_BORCELLI_COMPLETO.pdf: 3236026 bytes, checksum: 1ef077f1aa686a54c1db1ee1f57a3393 (MD5) Previous issue date: 2015-11-27 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPq / The purpose of this paper was to present a case on the application of the classic method for the evaluation of measurement data and expression of uncertainty in measurement. The object of study was a semiconductor crystal defined as test sample based on their electronic structure. The measurement system allow characterizing the sample by Van der Pauw technique and Hall effect to determine the resistivity and the Hall coefficient of the crystal. The choice of the semiconductor as the object of study and an electronic characterization method for evaluation of uncertainty in measurement is due to its importance in the manufacture of devices used in virtually all electronic products. Firstly, there was be a review of the literature about the characteristics of semiconductors for understanding the results that was be obtained; then, developing a research of physical phenomena that explain the measurements; and finally the presentation of the technical characteristics of the measuring system designed to obtain the values of the study variables. Eventually, classic method was be present and the inherent sources of uncertainty in measurement process was be analyzed as well as the physical phenomena involved and identifying the components that do not affect the measurement results. The final product of this work was be an uncertainty budget for evaluation of measurements. This worksheet was be developed for the measurement system used in this work. However, it is proposed that it should be is tested by other users to evaluate the results obtained with another set of measuring instruments. / A proposta desse trabalho foi apresentar um estudo de caso da aplica??o do m?todo cl?ssico para a avalia??o dos dados de medi??o e para a express?o da incerteza de medi??o. O objeto de estudo foi um cristal semicondutor definido como amostra do ensaio com base na sua estrutura eletr?nica. O sistema de medi??o permite caracterizar a amostra atrav?s do m?todo de Van der Pauw e do efeito Hall para determinar a resistividade e o coeficiente Hall do cristal. A escolha de um semicondutor como objeto de estudo e um m?todo de caracteriza??o eletr?nica para avalia??o da incerteza de medi??o ? devida a sua import?ncia na fabrica??o de dispositivos utilizados em praticamente todos os produtos eletr?nicos. Primeiramente, foi realizada uma revis?o da literatura sobre as caracter?sticas dos semicondutores para compreens?o dos resultados que foram obtidos; em seguida, o desenvolvimento de uma pesquisa dos fen?menos f?sicos que explicam as medi??es realizadas; e, por ?ltimo, a apresenta??o das caracter?sticas t?cnicas do sistema de medi??o destinado para obten??o dos valores das grandezas de estudo. Ap?s, foi apresentado o m?todo para avalia??o da incerteza, e analisadas as fontes de incerteza inerentes ao processo de medi??o e aos fen?menos f?sicos envolvidos, e identificadas as componentes que n?o afetam o resultado da medi??o. O produto final desse trabalho foi uma planilha de c?lculo com o balan?o de incerteza para avalia??o dos resultados das medi??es. Essa planilha foi desenvolvida para o sistema de medi??o utilizado nesse trabalho. Entretanto, prop?em-se que seja testada por outros usu?rios para avalia??o dos resultados obtidos com outro conjunto de instrumentos de medi??o.

Este trabalho teve como objetivo principal a fabricação de fotodetetores do tipo Metal-Semicondutor-Metal (MSM) com corrente de escuro da ordem de 1 nA, responsividade da ordem de 0,1 A/W e razão fotocorrente/corrente de escuro de pelo menos 10. Estes valores asseguram que os fotodetetores obtidos tenham sensibilidade suficiente para serem utilizados em sensores ópticos integrados. Todos os materiais utilizados na construção dos fotodetetores MSM são compatíveis com processos convencionais de fabricação em microeletrônica, facilitando a integração com outros dispositivos em estado sólido. O semicondutor utilizado nos fotodetetores foi o silício, na forma monocristalina ou policristalina. Como material de eletrodo, foi utilizado o alumínio, o titânio ou o níquel. No processo de fabricação básico, foram utilizados apenas três etapas: deposição do filme metálico, fotolitografia e corrosão, confirmando a simplicidade de fabricação desse fotodetetor. Através da construção de dispositivos com diferentes geometrias e diferentes combinações dos materiais citados acima, foi possível verificar a influência que a estrutura cristalina do semicondutor, tipo de dopagem do semicondutor, geometria e material de eletrodo tem sobre o desempenho e o comportamento dos MSMs. O comprimento de onda de 632,8 nm foi utilizado na caracterização dos dispositivos, devido a sua disponibilidade e o desenvolvimento de guias ópticos utilizando esse comprimento de onda em trabalhos anteriores do nosso grupo de pesquisa. Os melhores resultados obtidos foram com as amostras de Si monocristalino tipo-p com eletrodos de titânio. Na amostra sinterizada à 250°C foi obtido um valor da corrente de escuro de 4,8 nA e, na amostra de referência, foi obtido um valor de responsividade de 0,28 A/W. / The goal of this work was the fabrication of Metal-Semiconductor-Metal (MSM) photodetectors with the following characteristics: dark current of about 1 nA, responsivity of about 0.1 A/W and dark/photocurrent ratio of at least 10. These values ensure that the photodetectors have enough sensitivity to be used in integrated optic sensors. All materials used in the fabrication of the MSM are compatible with conventional microelectronic manufacture process, so that the photodetectors can be more easily integrated with other solid-state devices. The semiconductor used in the photodetectors was silicon, in single crystal and polycrystalline form. As material of electrodes, aluminum, titanium or nickel had been used. The basic fabrication process consists of only three steps: metal film deposition, photolithography and etching, which confirm the simplicity of the fabrication of this device. Building MSMs with different geometries and making combinations with the materials cited above, gave the possibility to verify the influence that crystalline structure of the semiconductor, doping type of the semiconductor, geometry and electrode material have on the behavior of the photodetectors. The wavelength of 632.8 nm was used in the characterization of the devices, due to its availability and the development of optic waveguides using this wavelength in previous works of our research group. The best results were obtained with the samples fabricated using single crystal Si p-type with titanium electrodes. The sample annealed at 250°C had dark current value of 4.8 nA and, the reference sample had responsivity of 0.28 A/W.

A Medida de Corrente Induzida por Feixe de Elétrons (EBIC - do inglês Electron Beam-induced Current ) é uma técnica focada nas propriedades de transporte dos portadores de carga minoritários em materiais semicondutores, permitindo a medição direta de propriedades elétricas tais como comprimento de difusão e vida média dos portadores, localização de defeitos e caracterização de zonas de depleção em junções p-n. O contraste EBIC depende da eficiência da coleção de corrente na amostra, permitindo assim a direta visualização de características eletricamente ativas. A avaliação da metodologia de medida EBIC foi realizada através da caracterização de amostras de silício tipo-p e tipo-n, e comparação dos resultados com dados da literatura. Uma vez que a profundidade de penetração do feixe de elétrons do MEV na amostra depende da tensão de aceleração utilizada, foram realizadas medidas EBIC com diferentes tensões de aceleração para avaliar a resolução em profundidade da posição de uma junção p-n formada em uma amostra de silício tipo n implantada com íons de Ga com energia de 5 keV.A medida EBIC na seção transversal de células solares é promissora para a caracterização destes dispositivos, considerando a habilidade da técnica de resolver espacialmente regiões menores do que o tamanho de grão típicos (em torno de 1 m), fornecendo informações que seriam inacessíveis através das técnicas usualmente empregadas, como luminescência e curvas I-V, cujos resultados constituem valores médios representativos de escalas maiores do que a da camada ativa das células. Embora imagens EBIC sejam comumente utilizadas para a análise de defeitos em células solares, poucos trabalhos aplicam a técnica para a caracterização de seções transversais de células solares, especialmente células de terceira geração sensibilizadas por corante (DSSC) do tipo estado sólido. A estabilidade dos dispositivos durante as medições foi verificada, apoiando a aplicação da técnica EBIC na caracterização desse tipo de DSSC. Foram analisadas células com diferentes estruturas e espessuras da camada ativa, e caracterizações complementares com as técnicas EDS e GID foram feitas. Observou-se também a possibilidade de utilização da técnica no controle de qualidade e avaliação dos métodos de produção das células. Diferentes métodos de deposição da camada intermediária na estrutura das DSSCs foram testados, de forma a melhorar a adesão insatisfatória desta camada. A técnica EBIC mostrou-se adequada para a distinção entre células com boa adesão desta camada e células com defeitos de construção, permitindo a introdução de melhorias significativas na fabricação destes dispositivos. / Electron Beam-induced Current (EBIC) measurement is a technique focused on minority carrier transport properties in semiconductor materials, allowing direct measurements of several electrical properties, such as diffusion lengths and lifetime of the carriers, location of defects and depletion zone characterization in p-n junctions. EBIC contrast depends on the current collection efficiency in the sample, thus permitting a direct visualization of electronically active features. The evaluation of the EBIC measuring methodology was performed by the characterization of p- and n-type silicon and the comparison with results from the literature. Since the penetration depth of the electron beam in a sample depends on its acceleration voltage, the EBIC signal was acquired for variable voltage in order to evaluate the depth-resolved location of the p-n junction formed in the n-type silicon implanted with gallium at 5 keV. Direct measurement of EBIC profiles in cross-sections of solar cells is a promising method for device characterization, considering its spatial resolution is smaller than the typical grain sizes (about 1 m), providing informations otherwise inaccessible by the usually employed techniques, such as luminescence and V-I curves, that yield results that represent mean values of scales larger than that of the cell’s active layer. Although the EBIC imaging method is commonly used for defect analysis of solar cells, very few works have applied the thechnique to 3rd. generation solid state dye sensitized solar cell (DSSC) cross-sections. The stability of the devices during the measurement was verified in this work, supporting the application of the EBIC technique for the characterization of this type of DSSCs. DSSCs with different structures and active layer thickness were analyzed, and complementary characterizations with EDS and GID techniques were performed. The applicability of the EBIC thecnique in device quality control, as well as production methods evaluation was observed. Different deposition methods of the intermediate layer of the DSSC structure were tested, in orde to improve the unsatisfactory adhesion of this layer. EBIC showed to be the adequate thechnique to differentiate between well adhered and poorly constructed DSSCs, allowing to introdenuce significant improvements in the device fabrication.

Este trabalho tem como objetivo estudar os métodos de desenvolvimento de testes de semicondutores em testadores de baixo custo e propor ferramentas que proporcionem a redução dos custos da realização destes testes. Para isto, o trabalho apresenta, em sua primeira parte, uma introdução aos testadores automáticos de semicondutores, explicando o que eles são e para que eles servem. Em seguida são apresentados os mecanismos de testes de semicondutores, tanto internos quanto externos ao circuito integrado. Logo após são mostrados três estudos de caso de circuitos integrados distintos que exemplificam a implementação dos seus respectivos testes. Na segunda parte do trabalho, são apresentados os conceitos de custo do teste de semicondutores. Com o uso destes conceitos, são feitas análises para os três estudos de caso já apresentados através de ferramentas de análise de custo do teste. / The goal of this work is to study development methods of semiconductor tests in low-cost tests and propose tools in order to provide cost reduction of these tests. In order to do so, this work presents, in its first part, an introduction to automatic test equipments, explaining what are ATEs and what is their purpose. Then it presents semiconductor testing mechanisms, both internal and external to the integrated circuit. Then three case studies are presented in separate integrated circuits that exemplify the implementation of the respective tests. In the second part, the concepts of semiconductor test costs are presented. With the use of these concepts, analysis are accomplished for the three case studies, through test cost analysis tools.

Neste trabalho, estudou-se a síntese de filmes finos de BiVO4 e WO3-CuWO4 por spin coating e sputtering, respectivamente. Esses filmes foram utilizados na foto produção de corrente e hidrogênio a partir da água e luz solar (fotoeletrólise). Adicionalmente, foi preparado utilizando a reação de estado sólido o composto quaternario proposto teóricamente por Pranab Sarker como um promisor fotocatalizador para produção de hidrogênio. Finalmente, foi aplicada a teoria do funcional da densidade ao estudo das propriedades eletronicas e estruturais do e dos sistemas citados acima. / In this work, the synthesis of thin films of BiVO4 and WO3-CuWO4 by spin coating and sputtering, respectively, was studied. These films were used in the photo production of current and hydrogen from water and sunlight (photoelectrolysis). Additionally, the quaternary compound proposed theoretically by Sarker Pranab was prepared using the solid state reaction as a photocatalytic suitable for the production of hydrogen. Finally, the density functional theory was applied to the study of the electronic and structural properties of and the systems mentioned above.