O iodeto de mercúrio em sua fase vermelha, \"alfa\"-\"HgI IND.2, é um material semicondutor que desperta grande interesse tecnológico devido à sua potencial aplicação como detector, a temperatura ambiente, de raios-\"gama\" e X. Sua imediata aplicação como detector de radiação, no entanto, ainda sofre algumas restrições devido às dificuldades de controle sobre a concentração de defeitos pontuais e extensos, durante sua síntese, e sua fácil degradação quando exposto ao ambiente. A presença destes defeitos gera uma redução na mobilidade de portadores de carga, diminuindo a eficiência de detecção. Neste trabalho, realizamos uma investigação teórica das propriedades estruturais, eletrônicas e ópticas do \"alfa\"-\"HgI IND.2\" e do \"ZnI IND.\", cuja estrutura cristalina é análoga à do \"alfa\"-\"HgI IND.2\". Estudamos, também, o comportamento de tais propriedades do material contendo vacâncias de Hg e de I para entendermos o papel desempenhado por estes defeitos nas propriedades do material. Na análise dos resultados, sempre que possível, são apresentadas comparações com outros resultados teóricos e com dados experimentais. Nossos cálculos foram efetuados dentro do formalismo do funcional da densidade em combinação com duas diferentes aproximações para o termo de exchange e correlação. Utilizamos o método Augmented Plane Wave plus local orbitals (APW+lo), que é um método de primeiros princípios e inclui todos os elétrons do sistema (all electron). Adicionalmente, foram utilizados esquemas que incluem efeitos relativísticos e polarização de spin. O estudo dos defeitos foi simulado através do esquema da supercélula / Mercuric iodide \"alfa\"-\"HgI IND.2 in its red tetragonal crystalline phase is a semiconducting material of great technological interest due to the potential applications as a detector for y- and X-ray spectroscopy to be operated at room temperatures.

Neste trabalho fazemos um estudo dos campos elétricos existentes em super-redes δ-Si:GaAs As técnicas de espectroscopia Raman e fotorefletancia foram utilizadas para fins de comparação do campo elétrico medido indiretamente (Raman) e diretamente (fotorefletancia). Com o objetivo de eliminar os campos elétricos através do efeito fotovoltaico, foram feitas medidas de fotorefletancia para altas intensidades do feixe de prova, porem apenas reduções de ate 30% no valor destes campos foram obtidas. Os tempos de resposta dos portadores responsáveis pela modulação dos campos elétricos foram inferidos através de medidas de fotorefletancia sensível a fase e estão em bom acordo com os tempos medidos através de uma técnica de fotorefletancia desenvolvida em nosso laboratório / In the present work we report a study of surface and interface electric fields in δ-Si:GaAs superlattices. Techniques such as photoreflectance (PR) and Raman spectroscopy were used to determine surface electric fields in a direct and indirect way, respectively. The results agree with those expected by Fermi level pinning at the surface. In order to eliminate electric fields via photovoltaic effect, photoreflectance spectra were obtained at high probe intensities, but reductions of just 30% were achieved. In time domain, we show that carriers response time responsible for modulation of electric field can be obtained by means of phase sensitive PR, and are in good agreement with those measured in a time resolved PR technique, developed in our laboratory

Orientador: Fernando Rogério de Paula / Banca: Haroldo Naoyuki Nagashima / Banca: Edna Regina Spada / Resumo: O alto custo na produção de células fotovoltaicas ainda é uma problemática para a utilização da energia solar como fonte de energia elétrica. Neste contexto, o trabalho realizado estuda a viabilidade do uso do dióxido de titânio como aceptor de elétrons em células fotovoltaicas híbridas. Neste estudo foi utilizando o polímero PFO (polidietilfluoreno) como doador de elétrons. Filmes de TiO 2 , eletrodepositados em diferentes potenciais, foram tratados termicamente para se obter a fase cristalográfica anatase. O surgimento desta fase foi monitorado por meio da técnica de difração de raios-X. Os resultados obtidos demonstraram que todos os filmes apresentaram a fase anatase a 600°C, porém para o maior potencial de eletrodeposição (-1,2 V), não foi possível detectar a presença de qualquer fase. No intuito de se determin ar a eficiência dos filmes eletrodepositados de TiO 2 como aceptor de elétrons, foram realizadas medidas de fluorescência utilizando o recurso da microscopia confocal de fluorescência de varredura laser (LSCM). Foi possível observar que o PFO, quando utilizado em conjunto com o TiO 2 , apresenta uma menor taxa de emissão quando comparado com o filme na ausência de TiO 2 . Esta diferença mostra que o filme de TiO 2 obtido neste trabalho está atuando efetivamente como um aceptor de elétrons. Neste trabalho também foi desenvolvido um novo método de síntese para a obtenção de pó de TiO 2 . As diferentes fases cristalográficas obtidas após tratamento térmico foram analisadas por difração de raios -X. Os resultados obtidos mostraram que a fase anatase foi obtida pura em 600°C com um tamanho de cristalito de 24 nm e a fase rutilo pura em 1000°C com um tamanho de cristalito de 55 nm. O tamanho do cristalito, assim como a estabilidade ... / Abstract: The high cost in the production of photovoltaic cells is still a problem for the solar energy usage as an electrical power source. In this context, the work studies the feasibility of using titanium dioxide as an electron acceptor in hybrid photovoltaic cells. In this study was used the polyfluorene (PFO) polymer as electron donor. TiO 2 films, electrodeposited at different potentials, were treated thermally to obtain anatase crystallographic phase. The phase evolution was monitored by X-ray diffraction. The results showed that all films had the anatase phase at 600°C, but for higher electrodeposition potential (-1.2 V), it was not possible to detect the presence of any phase. In order to determine the efficiency of electrodeposited TiO 2 films as electron acceptor, fluorescence measurements were performed using laser scanning confocal microscope (LSCM). It was possible to observe that the PFO when used in conjunction with TiO 2 has a lower emission rate as compared to film in the absence of the TiO 2 . This difference shows that the TiO 2 film obtained in this work is acting effectively as an electron acceptor. In this work has also been developed a new synthesis method for obtaining TiO 2 powder. The different crystallographic phases obtained after heat treatment were analyzed by X-ray diffraction. The results showed that the anatase phase was obtained pure at 600°C with a crystallite size of 24 nm and pure rutile phase at 1000°C with a crystallite size of 55 nm. The crystallite size, as well as the stability of the anatase phase was also studied as a function of the concentration of H 2 O 2 in solution. The crystallite size varied from 11 to 35 nm, for concentrations of 0.009 mol/L and 0.138 mol/L H 2 O 2 , respectively. When heat treated at 825°C the sample obtained with lower concentrations of H 2 O 2 and hence smaller crystallite size became completely into rutile phase, however, for the obtained sample with the highest ... / Mestre

Neste trabalho estudou-se a transição de fase (semi-condutor-metal) induzida por alta pressão no InSb, através de medidas do gradiente de campo elétrico (GCE), presente no sítio do In, utilizando a técnica de correlação angular diferencial perturbada. / In this work one studied the phase transition (semiconductior-metal) indiced by high pressure in InSb, through measurement of electric field gradient (EFG) present at the In site, using the technique of differentail perturbed angular correlation.

Orientador: José Antonio Brum / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-25T12:18:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Narvaez_GustavoArnaldo_D.pdf: 8681524 bytes, checksum: 7506f072696269a2c96b2565d6bbb761 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Neste trabalho estudamos o efeito combinado da interação elétron-elétron e a mobilidade do buraco de valência nos estados eletrônicos e a absorção óptica em semicondutores de baixa dimensionalidade dopados com elétrons. Modelamos dois sistemas diferentes: i) pontos quânticos auto-organizados, e ii) sistemas bidimensionais. No primeiro caso calculamos a absorção óptica usando diagonalização exata para o cálculo dos estados eletrônicos finais na presença do buraco de valência. Nossos resultados mostram que o efeito combinado das interações e o recúo do buraco originam um espectro de absorção complexo que apresenta assinaturas claras do número de elétrons ocupando o ponto quântico. No caso de sistemas bidimensionais focalizamos nossa atenção em dois problemas específicos: i) o estado fundamental de um complexo de dois elétrons e um buraco de valência (tríon), e ii) os estados eletrônicos e absorção óptica de um gás de elétrons bidimensional. Por um lado, usando técnicas de diagonalização exata e o método variacional, mostramos que o efeito da mobilidade do buraco de valência no estado fundamental do tríon pode ser representado por uma interação adicional entre os elétrons. Esta nova interação modifica a correlação eletrônica e tende a diminuir a energia de ligação do complexo. Por outra parte, o estudo dos estados eletrônicos do gás de elétrons 2D foi feito na aproximação de campo médio (Hartree e funcional da densidade local) em um sistema finito. Calculamos o espectro de absorção óptica usando um modelo de um partícula que permite a inclusão dos efeitos da interação eletrônica e do recúo do buraco / Abstract: In this work we study the combined effect of the electron-electron interaction and the valence-hole mobility on the electronic states and optical absorption in low dimensional electron doped semiconducting systems. We model two different systems : i) self-assembled quantum dots, and ii) two-dimensional systems. In the first case we calculate the optical absorption using exact diagnalization techniques to calculate the final electronic states in the presence of the valence-hole. Our results show that the combined effect of interactions and hole recoil originate a complex absorption spectrum with clear signatures of the number of electrons charging the dot. On the case of two-dimensional systems we focused in two specific problems: i) the ground state of a complex having two electrons and a valence hole (trion), and ii) the electronic states of a two-dimensional electron gas. Using exact diagonalization techniques and a variational method we show that the effect of the valence-hole mobility may be considered as an additional interaction among electrons. This new interaction modifies the electronic correlation and tends to decrease the binding energy of the complex. On the other side, the study of the electronic states of the two-dimensional electron gas was performed within a mean-field approximation (Hartree and local density functional) on a finite system. We calculate the absorption spectrum using a single-particle model that allows us to include the effect of electronic interactions and hole recoil / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Antonio Manoel Mansanares / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-26T13:55:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Freitas_LauraRamosde_D.pdf: 4490607 bytes, checksum: c7b66729395ef47ae8f2ab3bb212544e (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A Microscopia Fototérmica de Reflexão vem sendo utilizada na investigação de dispositivos micro e opto-eletrônicos em operação, devido ao seu caráter não destrutivo e por não requerer contato com a superfície da amostra. Esta técnica se baseia na dependência da refletância da amostra com a temperatura, com o campo elétrico local, bem como com a densidade de portadores livres, que são, por sua vez, afetados por defeitos. Este fato torna esta técnica muito adequada para investigar defeitos em processos de fabricação e envelhecimento destas estruturas. Neste trabalho, apresentamos um estudo experimental e teórico sobre a resposta fototérmica em função do comprimento de onda do feixe de prova, para estruturas micro-eletrônicas estratificadas. As amostras consistiram basicamente de trilhas condutoras de silício policristalino de diversos chips. As medidas de termo-refletância foram realizadas na faixa de comprimento de onda de 450nm até 750nm, sendo que as trilhas foram alimentadas sempre com corrente modulada, com três montagens experimentais diferentes. Um padrão oscilatório é observado na região espectral em que a camada superior é transparente. Essas oscilações são causadas pelas múltiplas reflexões nas interfaces. Utilizando um modelo termo-óptico, mostramos que as constantes (n e k), que dependem do comprimento de onda, assim como suas derivadas com relação à temperatura (dn/dT e dk/dT), influenciam fortemente o sinal de termo-refletância. A espessura óptica das camadas, principalmente determinadas pela parte real dos índices de refração, define o período de oscilação. Por outro lado, a parte imaginária estabelece o comprimento de onda em que as oscilações começam. Abaixo de um certo comprimento de onda, a luz de prova não penetra no material e a refletância da camada superficial domina o sinal / Abstract: Photothermal microscopy has been used as a suitable technique for the investigation of micro- and opto-electronic devices in operating cycle, because of its non-contact and non-destructive character. This technique is based on the dependence of the sample reflectance with temperature and with local electric field, as well as with free carrier density, which are in their turn disturbed by defects. This fact makes this technique very useful for investigating defects in fabrication and aging processes of such structures. In the present work, we report an experimental and theoretical study of the thermoreflectance response as a function of the probe wavelength for layered microelectronics structures. The investigated samples consisted of polycrystalline silicon conducting tracks from various chips. Thermore²ectance measurements were carried out in the wavelength range from 450 to 750 nm with the tracks biased in modulated regime, with three diÿerent experimental setups. An oscillating pattern is observed in the spectral region where the upper layer is transparent. Such oscillations are due to the interference resulting from the multiple reflections at the interfaces. Using a thermo-optical model, we show that the optical constants (n and k) of the materials, which are wavelength dependents, as well as their temperature derivatives (dn/dT and dk/dT), strongly in²uence the thermoreflectance signal. The optical thicknesses of the layers, mainly determined by the real part of the refractive indexes, de½ne the period of oscillation. On the other hand, the imaginary part of the refractive indexes establishes the cutoÿ wavelength of the oscillations. Below this cutoÿ wavelength, the probe light does not penetrate the material, and the upper surface reflectance dominates the signal / Doutorado / Física da Matéria Condensada / Doutor em Ciências

O objetivo principal deste projeto foi o estudo das propriedades ópticas de estruturas semicondutoras do tipo super-redes, formadas a partir da heteroestrutura de GaAs/AlAs, crescida através da técnica de Epitaxia por Feixe Molecular. No trabalho apresentamos estudos feitos em super-redes do tipo (GaAs)n/(AlAs)n, crescidas em substratos semi-isolantes e orientados nas direções (100) e (nl1) com n=1,2,3,5,7 e nas polaridades A e B. Para cada periodicidade (n x n), as estruturas foram crescidas simultaneamente num mesmo porta amostra e sob as mesmas condições. As amostras foram estudadas através das técnicas de fotoluminescência a baixa temperatura e em função da temperatura. São apresentados também resultados preliminares de um estudo feito com a técnica de fotoluminescência de excitação. A técnica de difração de elétrons de alta energia foi utilizada durante o crescimento epitaxial para aferição da periodicidade da estrutura. A eficiência quântica, a posição do pico de luminescência estão fortemente correlacionados com a direção de crescimento. As medidas de fotoluminescência em função da temperatura mostram também um decréscimo anômalo da largura de linha. A partir dos resultados ópticos foi proposta a formação de microestruturas de mais baixa diemnsionalidade nos poços, formadas por flutuações nas interfaces (microrugosidades), e originárias do modo de crescimento adotado (sem interrupção nas interfaces). O comportamento óptico observado é semelhante ao de estruturas de mais baixa dimensionalidade (pontos quânticos). Este efeito é acentuado nas direções (311) e (21l), devido a própria morfologia da superfície / The main objective of this work was the study of the optical properties of semiconductors superlattices, formed by the (GaAs)n,/(AlAs)n, heterostructure, and grown by technique of Molecular Beam Epitaxy. In the work, we presented studies in (GaAs)n/(AlAs)n, superlattices, grown on semi-insulating substrates oriented in planes (100) and (n11) with n=l, 2, 3, 5, 7 and in the polarities A and B. For each periodicity (n x n), the structures were simultaneously grown in a same sample holder, and under the same conditions. The samples were studied by the photoluminescence techniques at low temperature and in function of the temperature. Preliminares results of a study done with the technique of excitation photoluminescence are also presented. The technique of high energy eletron difraction was used during the epitaxial growth for the monitoring of the periodicity of the structure. The quantum efficiency and the positions of the luminescence peak are strongly correlated with the growth direction. The photoluminescence measures in function of the temperature also show an anomalous decrease in linewidth. The analyses of the optical results shown the possibility of low dimension microstructures formation in the wells, due to the interfaces fluctuations, and related with the growth mode (without interruption at the interface). The observed optical behavior is similar to the observed in the structures of lower dimensionality (quantum dots). This effect is accentuated in the plans (311) and (211), due to the morphology of the surface

Neste trabalho estudamos a influência dos mecanismos de espalhamento no transporte semiclássico de portadores em materiais semicondutores. Para tanto, foi desenvolvida uma rotina computacional baseada no método de Monte Carlo, sendo esta aplicada aos seguintes materiais: 1) Antimoneto de Gálio (GaSb); 2) Telureto de Cádmio e Telureto de Cádmio Manganês (CdTe e Cd 1-xMnxTe); 3) Liga de Silício Germânio (Si1-xGe x; 4) Super rede de AlxGa1-xAs /GaAs. Os estudos realizados foram baseados na influência dos mecanismos de espalhamento nos seguintes parâmetros: i) velocidade de deriva; ii) população dos portadores iii) energia média; iv) função distribuição; v) mobilidade; vi) difusão. No GaSb o estudo foi realizado para o transporte de elétrons e buracos, dando ênfase na atuação do mecanismo de espalhamento por impurezas e o efeito de compensação. No estudo do transporte eletrônico no CdTe, foi realizada uma análise da influência da concentração de Manganês no composto Cd1-xMnxTe. Os efeitos dos mecanismos de ionização por impacto (que atua em altos campos) e espalhamento por liga foram estudados no sistema Si1-xGex. No estudo realizado na super-rede de AlxGa1-xAs /GaAs, o método de Monte Carlo foi adaptado ao sistema bi-dimensional, onde foi estudada a influência do mecanismo de espalhamento causado pela rugosidade da interface, na coerência das oscilações do elétron na mini-banda (Oscilações de Bloch).O método computacional desenvolvido mostrou-se bem versátil nos estudos propostos. Os modelos adotados em cada estudo descrevem bem os resultados experimentais disponíveis na literatura / In this work we have studied the influence of scattering mechanisms in semiclassical transport in semiconductor materials. So, it was developed a computational routine based on Monte Carlo method, applied to the following materials: 1) Gallium Antimonide (GaSb); 2) Cadmium Telluride and Cadmium Manganese Telluride (CdTe e Cd1-xMnxTe); 3) Silicon Germanium Alloy (Si1-xGex); 4) Superlattice of AlxGa1-xAs /GaAs. Our work have been done based in the influence of the scattering mechanisms on the transport properties, such as: i) drift velocity; ii) carrier population; iii) mean energy; iv) distribution function; v) mobility; vi) diffusion. In GaSb, we studied the transport for both electron and hole, where we investigate the role of scattering mechanism of ionized impurity and the inclusion of carrier compensation. In the study of the electronic transport in CdTe, we analyzed the effect of Manganese concentration in the transport properties of Cd1-xMnxTe. The effects of the impact ionization and alloy mechanisms were studied in Si1-xGe x. For the AlxGa1-xAs /GaAs superlattice, the Monte Carlo method has been adapted for the bidimensional system, where we have studied the influence of the interface roughness scattering in the electron motion (Bloch Oscillations). The computational method shown good versatility for the proposed problems and our models described very well the experimental results available in the literature

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-17Bitstream added on 2014-06-13T20:21:45Z : No. of bitstreams: 1 leite_dmg_dr_bauru.pdf: 3640633 bytes, checksum: adf6650360687a658c11b1cc1b69b693 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A recente busca por semicondutores magnéticos diluídos com propriedades magnéticas de interesse motivou este trabalho de crescimento de filmes de Ga1-xMnxN pelas técnicas de sputtering e epitaxia da fase de vapor de organometálicos (MOVPE). Os filmes são caracterizados estruturalmente por medidas de difração de raio X e microscopia eletrônica de transmissão, opticamente por transmitância óptica e espalhaçamento Raman, e magneticamente por medidas magnetização versus campo aplicado e versus temperatura. As principais diferenças entre os filmes de GaMnN preparados por sputerring e MOVPE referem-se à microestrutura e ao conteúdo de Mn: os primeiros são policristalinos e apresentam conteúdo de Mn até 9%, enquanto os últimos são monocristalinos com concentração de Mn até 1%. A alta concentraçao de Mn nos filmes crescidos por sputtering é possivelmente responsável pelo surgimento coletivo destes íons de Mn nas medidas magnéticas. Esse comportamento coletivo se identifica a partir de contribuição paramagnética de domínios isolados com alto vapor de momento magnético, o que se mostra consistente com a microestrutura apresentada por estes filmes. A alta concentração de Mn nos filmes preparados por sputtering também se mostra responsável por intensa absorção óptica abaixo da energia do gap, sendo esta relacionada a transições eletrônicas entre os estados localizados do Mn e as bandas de valência e condução do GaN. O contraste entre as propriedades dos filmes de GaMnN produzidos por sputtering e por MOVPE possibilita então um entendimento mais abrangente dos aspectos da incorporação de Mn no GaN e suas respectivas características estruturais, ópticas e magnéticas. Esse entendimento é importante para delinear a otimização deste material visando propriedades magnéticas de interesse / The current search for dilluted magnetic semiconductors with interesting magnetic properties has motivated the present work on growing GaMnN films by sputerring and metalorganic vapor phase epitaxy (MOVPE) techniques. The films are characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, optical transmission, Raman scattering, and by magnetization measurements. The main differece between the GaMnN grown by sputtering and those grown by MOVPE relates to their microstructure (polycrystalline/monocrystalline) and Mn content (up to 9%/1% respectively). The high Mn content in GaMnN samples grown by sputtering is probably responsible for a collective response on the magnetic measurements. This collective Mn response is identified as a high magnetic moment contribution which is consistent with sample microstructure. In the sputtered samples, the high Mn content is also responsible for strong subbandgap optical absorption related to eletronic transitions involving Mn states and the valence and conduction bands of GaN. The comparison between the properties of GaMnN films grown by different techniques is important in order to get a better understanding about the Mn incorporation in GaN. This understanding been important to define the next steps regarding the optimization of this material

Neste trabalho apresentamos estudos sobre a estrutura eletronica de impurezas isoladas e complexas em germanio as quais sao responsaveis pela introducao de niveis de energia profundos na banda proibida do semicondutor. O modelo utilizado e o do aglomerado molecular, dentro do formalismo autoconsistente do metodo do espalhamento multiplo-\'X IND.ALFA\' com o tratamento dos orbitais de superficie atraves da esfera de watson. Efeitos de polarizacao de spin e de relaxacao eletronica sao incluidos. Aplicamos o metodo para analisar impurezas isoladas de cobre substitucional (\'GE:\'cu ind.S\'); COBRE INTERSTICIAL (\'ge\':\'cu ind.I\') E DE LITIO INTERSTICIAL (\'ge\':\'li ind.I\') E AS IMPUREZAS COMPLEXAS DE COBRE SUBSTITUCIONAL - COBRE INTERSTICIAL (\'ge\':\'cu ind.I\'\'cu ind.S\') E COBRE SUBSTITUCIONAL - LITIO (\'ge\':\'li ind.I\'\'cu ind.S\'). Nossos resultados sao comparados com dados experimentais existentes na literatura / In this work we report results for the electronic structure of Isolated and complex impurities in Germanium which introduces deep leveis In the crystal band gap. The calculations are carried out by using the The theory-Scattering-X theory within the Watson-sphere-terminated molecular-cluster method. The self-constructive calculations are carried out by taking into account the spin-polarization and electronic relaxation effects. The following isolated and complex impurities are studied: substitutional Copper Interstitial Lithium Copper (Ge: Cu Cu); 1 s (Ge: Cu); S Interstitial Copper (Ge: Li); L Substitutional Copper Substitutional Copper Interstitial (Ge: Cu); 1 Interstitial Lithium (Ge: Li Cu). 1 s Our results are compared with experimental data in the literature.