A caracterização do strain (deformação) em estruturas cristalinas em filmes finos semicondutores apresenta importantes aplicações tecnológicas, como por exemplo: a formação de defeitos, modificação da estrutura das bandas de condução e valência, e consequentemente modificando a mobilidade de portadores no material. Técnicas de espalhamento com íons de H e He têm sido amplamente empregadas para determinar a deformação, visto que mudanças na canalização ou nas direções de bloqueio podem ser facilmente relacionadas com as deformações no parâmetro de rede. Um novo método, chamado de cartografia-MEIS, é utilizado para determinar a intensidade da deformação estrutural em uma rede cristalográfica. A partir desta técnica, a projeção estereográfica de um único cristal pode ser medida com uma técnica MEIS padrão para um determinado elemento atômico e determinada profundidade. Aqui demonstramos que esta técnica pode ser expandida para caracterizar heteroestruturas SiGe tensas com alta precisão. Em nosso método, não só as principais direções cristalinas são analisados, mas também os índices mais elevados. O método também proporciona sensibilidade elementar com resolução de profundidade e pode ser utilizado em materiais nanoestruturados. A determinação da deformação baseia-se na posição das muitas linhas de bloqueio, ao contrário dos métodos tradicionais, onde duas direções são utilizados. Nós também fornecemos um método para determinar o melhor ajuste nos dados para a deformação na rede, verificando estes resultados a partir de simulações de Monte-Carlo. / The characterization of the strain in the crystal structures of thin semiconductor films has important technological applications such as, for example, the formation of defects, changes in the structure of the conduction and valence bands, and therefore modifying the mobility of carriers in the material. Scattering techniques with H and He ions have been widely used to determine the deformation, as changes in drains or the blocking directions can be easily related to the deformation of the lattice parameter. A new method, called cartography-MEIS, is used to determine the intensity of the structural deformation in a crystallographic structure. From this technique, the stereographic projection of a single crystal can be measured with a standard MEIS technique for a particular atomic element and given depth. Here we demonstrate that this technique can be expanded to characterize strained SiGe heterostructures with high accuracy. In our method, not only the main crystalline directions are analyzed but also the higher index ones. The method also provides elemental sensitivity with depth resolution and can be used in nano-structured materials. The determination of the strain is based on the position of the many blocking lines contrary to the traditional methods where two directions are used. We also provide a method to determine the lattice deformation fitting the data best and checked it against full Monte-Carlo simulations.

The present work is concerned with the theory of optical and magnetic properties of deeo centers in various III-V semiconductors.

Orientador: Prof. Dr. Alexandre José de Castro Lanfredi / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2016. / This work discusses the study of growth mechanisms of oxide nanobelts by chemical vapor deposition. Initially, were synthesized tin oxide (SnO2) nanobelts and from images obtained by Scanning Electron Microscopy (SEM) was verified that the growth of nanobelts is a combination of two main mechanisms: vapor-liquid-solid and vapor-solid. Thus, similar thermodynamics conditions were used to synthesize SnO2 germanium (Ge), silicon (Si) and zinc (Zn) doped. Crystalline structure of the samples was determined by X-ray Powder Diffraction (XRD). The chemical composition and doping was verified by Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS). In addition, Ge doped SnO2 nanobelts were characterized by High Resolution Electron Microscopy (HRTEM) and Raman spectroscopy. The results suggest that the synthesis method used in this work allows to obtain monocrystalline materials and also the presence of doping elements in SnO2 structure. It was also observed that the doping elements do not form core-shell structures. We also study electronics transport mechanisms in a single nanobelt. First, we studied the electronic transport properties and electron resistance as a function of temperature (R(T)). The results suggest that there is a similar behavior in the samples: there is an interface between metallic (T > 240 °C) and semiconductor (T < 240 °C) behavior. In the region of semiconductor behavior, the Arrhenius model, Efros-Shklovskii and variable range hopping were adjusted and the results showed that the conduction mechanisms in this range occurs through variable range hopping. The model also allows to obtain the parameters of average distance hopping and the values obtained agree with the dimensionality of the eletronic system of the samples. Then, studies were carried out to verify the influence of ultraviolet light on the electronics properties. The photoconduction behavior was adjusted by the Bloch Gr¨uneisen model, from these results adjustments n value and Debye temperature was obtained and the results indicates that electronic transport is strongly dependent on the electron-phonon scattering. Finally, a photoconduction study was carried out as a function of time, the results obtained indicated that oxygen atoms and vacancies influence the conduction of the materials. / Este trabalho envolve o estudo dos mecanismos de crescimento de nanofitas de oxidos pela deposição química em fase vapor (CVD). Inicialmente, foram sintetizadas nanofitas de oxido de estanho (SnO2) e, a partir de imagens obtidas por Microscopia Eletronica de Varredura (MEV), verificou-se que o crescimento das nanofitas ocorre a partir da mistura de dois mecanismos principais: vapor-líquido-solido (VLS) e vapor¿solido (VS). Desse modo, condições termodinamicas semelhantes foram utilizadas para sintetizar nanofitas de SnO2 dopadas com germanio (Ge), silício (Si) e zinco (Zn). As amostras foram caracterizadas por Difraçao de raios X (DRX) para investigar a estrutura cristalina e fases presentes nas amostras de SnO2 pura e dopadas. Espectroscopia de raios X por Dispersao de Energia (EDS) foi utilizada para analisar a razão da composição o química de nanofitas e verificar a efetividade da dopagem. Al'em disso, as nanofitas de SnO2 dopadas com Ge foram caracterizadas por Microscopia Eletronica de Transmissão de Alta Resolução (HRTEM) e pela técnica de Espectroscopia Raman. Os resultados sugerem que a partir do metodo de síntese utilizado neste trabalho foram obtidos materiais monocristalinos, indicando a presen¸ca dos elementos dopantes na estrutura do SnO2 e que estes não formaram estruturas do tipo core-shell. Foi realizado tamb'em um estudo dos mecanismos de transporte eletronico em uma 'unica nanofita. Primeiramente, estas propriedades foram estudas a partir de medidas de resist¿encia el'etrica como função da temperatura (R(T)). Os resultados mostraram que o comportamento de R(T) 'e semelhante em todas as amostras: ha uma interface entre o comportamento met alico (para T > 240°C) e semicondutor (para T < 240 °C). Na regiao com comportamento semicondutor, as curvas foram ajustadas pelo modelo de Arrhenius, Efros-Shklovskii e hopping de alcance variavel e os resultados sugerem que o mecanismo de conduçao nessa faixa de temperatura ocorre por meio de hopping de alcance vari'avel. Alem disso, esse modelo permitiu calcular os parametros de distancia media de hopping e os valores obtidos estao de acordo com a dimensionalidade do sistema eletronico das amostras. Em seguida, foram realizados estudos para verificar a influ¿encia da luz ultravioleta nas propriedades eletronicas. O comportamento de fotocondução foi ajustado pelo modelo de Bloch Gruneisen, a partir destes ajustes obteve-se valores de n e a temperatura de Debye e os resultados indicam que a condução é fortemente dependente do espalhamento eletron-fonon. Finalmente, foi realizado um estudo de fotocondução como função do tempo e os resultados obtidos indicaram que atomos de oxigenio e vacancias influenciam a condutividade eletrica do material.

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T15:56:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T02:26:17Z : No. of bitstreams: 1 147226.pdf: 19168271 bytes, checksum: a5fa88152eb3fba56f271c59bef34e82 (MD5)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-17Bitstream added on 2014-06-13T20:14:03Z : No. of bitstreams: 1 bauke_fc_me_rcla.pdf: 1413465 bytes, checksum: 5695187aaf8a438767e3a8684e26c073 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Neste trabalho estudamos o modelo do movimento Browniano de uma partícula carregada sob a ação de campos elétrico e magnético, externos e homogêneos, no formalismo de Langevin. Calculamos a energia cinética média através do teorema da flutuação-dissipação e obtivemos uma expressão para a temperatura efetiva das partículas Brownianas em função da temperatura do reservatório e dos campos externos. Esta temperatura efetiva mostrou-se sempre maior que a temperatura do reservatório, o que explica a expressão “portadores quentes”. Estudamos essa temperatura efetiva no regime assintótico, ou seja, no estado estacionário atingido em tempos muito longos (quando comparado com o tempo de colisão) e a utilizamos para escrever as equações de transporte em semicondutores, denominadas equações de Shockley generalizadas sendo que incluem nesse caso também a ação do campo magnético. Uma aplicação direta e relevante foi a modelagem para o já conhecido efeito Gunn para portadores assumidos como Brownianos. A temperatura efetiva calculada por nós no regime transiente permitiu estudar também os efeitos do reservatório na relaxação da temperatura efetiva à temperatura terminal (de não equilíbrio e estacionária). Nossos resultados no que diz respeito ao efeito Gunn, embora seja o modelo mais simples de um portador Browniano, mostrou uma surpreendente concordância com resultados experimentais, sugerindo que modelos mais sofisticados devam incluir os elementos apresentados neste estudo / We present a Brownian model for a charged particle in a field of forces, in particular, electric and magnetic external homogeneous fields, within the Langevin formalism. We compute the average kinetic energy via the fluctuation dissipation and obtain an expression for the Brownian particle´s effective temperature. The latter is a function of the heat bath temperature and both external fields. This effective temperature is always greater than the heat bath temperature, therefore the expression “hot carriers”. This effective temperature, in the asymptotic regime, the stationary state at long times (greater than the collision time), is used to write down the transport equations for semiconductors, namely the generalized Shockley equations, now incorporating the magnetic field effect. A direct and relevant application follows: a model for the well known Gunn effect, assuming a Brownian scheme. In the transient regime the computed effective temperature also allow us to probe some features of the heat bath, as the effective temperature relaxes to its terminal stationary value. As for our results in the Gunn effect model, the simplest of all in a Brownian scheme, we obtain a surprisingly good agreement with experimental data, suggesting that more involved models should include our minimal assumptions

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:02:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6064.pdf: 47734319 bytes, checksum: b373ff6e273f7cfce69857d1ad15fb11 (MD5) Previous issue date: 2013-12-17 / Most of electronic devices use diodes and transistors based on semiconductors. For a people better relationship and understanding these technologies, is important to know some basic principles in what these devices are based. There are several official documents and academic researches related with this theme, always exalting of the need teach concepts of Modern Physics - especially those related to Quantum theory - for high school students. The goal of this work was the production of four short videos, whose intention was explain semiconductor concepts for high school students. In this master thesis is described the process of screenplay s production, videos recording and its presentation on two classes of High School last grade of a private school in Uberaba-MG. After each video s presentation, a questionnaire with Likert s items was given to students for measure their attitude with reference to the concepts presented in these four videos. The questionnaires results were analyzed from theory point of view, and the proposed goal has been achieved. / A maior parte dos aparelhos eletrônicos faz uso dos diodos e transistores baseados em semicondutores. Para que uma pessoa possa entender e se relacionar melhor com essas tecnologias, é importante que ela conheça alguns princípios básicos dos dispositivos nos quais ela se baseia. Existem vários documentos oficiais e trabalhos acadêmicos que abordam esse tema, sempre ressaltando a necessidade de se ensinar conceitos de Física Moderna e Contemporânea em especial aqueles ligados a teoria quântica para alunos do Ensino Médio. O objetivo desse trabalho foi a produção de quatro vídeos curtos, cuja intenção era ensinar conceitos de semicondutores no Ensino Médio. Nessa dissertação descreve-se o processo de produção dos roteiros, da gravação dos vídeos e sua aplicação em duas turmas do terceiro ano do Ensino Médio de um colégio particular da cidade de Uberaba-MG. Após a aplicação de cada um dos vídeos, foi entregue aos alunos um questionário composto por itens de Likert cujo objetivo era medir as atitudes dos estudantes em relação aos conceitos que foram trabalhados nos quatro vídeos. Os resultados dos questionários aplicados foram analisados a luz da teoria estudada, e de forma geral observou-se que os vídeos atingiram o objetivo esperado.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4684.pdf: 17668622 bytes, checksum: 0bf46e77c798ab290c251436167def28 (MD5) Previous issue date: 2012-09-05 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this thesis, we study new materials derived from graphene, like nanowires and nanoribbons, with numerical calculations based on the density functional theory (DFT) and the non-equilibrium Green functions (NEGF). We will discuss these theories in general and we remark that these theories are based on quantum mechanical. The results of this study indicate that the carbon ribbons and carbon wires present interesting and not predictable structural properties. The analysis of the density of stated (DOS) and its variants (LDOs, PDOS, and COOP), provides the basis for understanding the structural properties and the electronic structure of the wires and ribbons. Whenever possible, we compare the results obtained with DFT and NEGF with simpler theories, such as the valence orbital theory and the molecular orbital theory. The results show that the transport current is robust and presents an anisotropy in transmission of electrons, indicating these materials are candidates for fabrication of electronic devices, such as transistors. / Nesta tese, estudamos novos materiais derivados de grafeno, as nanofitas e os nanofios de carbono, com o uso de cálculos numéricos baseados na teoria do funcional da densidade (DFT) e na teoria de funções de Green fora do equilíbrio (NEGF). Abordaremos estas teorias de forma geral na tese e ressaltamos que são teorias baseadas em mecânica quântica. Os resultados que obtivemos deste estudo indicam que as fitas e os fios de carbono apresentam propriedades estruturais interessantes e não previsíveis. A análise da densidade de estados (DOS) e suas variantes (LDOS, PDOS e COOP), permitem o entendimento das propriedades estruturais e eletrônicas que os fios e fitas apresentam. Sempre que possível, comparamos os resultados obtidos com a DFT e a NEGF com teorias mais simples, tais como a teoria de orbital de valência e a teoria do orbital molecular. Os resultados de transporte mostram que estas estruturas apresentam uma corrente robusta e com uma anisotropia na transmissão de elétrons, indicando estes materiais como candidatos para fabricação de dispositivos eletrônicos, tais como transistores.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5854.pdf: 14195993 bytes, checksum: 19640a691a1e2821c9ce47972881f15b (MD5) Previous issue date: 2014-03-14 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this work we studied some of the structural features and transport in nanostructured metal oxides synthesized by the vapor -solid mechanism (VS) aiming their application in high performance devices. The structural properties of the used samples [In2O3, SnO2 and SnO2 doped with fluorine (FTO)] were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM) and X- ray dispersive energy spectroscopy (EDX). All these techniques confirmed the monocrystalline character which was obtained by the method used for the synthesis process. Concerning the electronic transport properties, a common property for all samples was detected: the conduction mechanism was the variable range hopping. Invariably, such as mechanism is attributed to the presence of a small degree of electronic disorder in samples but which is not enough to induce the localization of all carriers. As an observable result, samples behaved as semiconductors. Specifically, in In2O3 samples the analysis of temperature dependent resistivity allowed us to determine parameters such as the localization length, also determining the dimensionality of the electronic system. Although not intentionally doped, the samples exhibited an appreciable density of electrons due to the amount of oxygen vacancies. Experiments performed with micro-sized sample, unpublished in literature, provided data on mobility and carrier density and their dependence on temperature, determining the dominant scattering process: for ionized impurities (low temperature) and acoustic phonon (high temperatures). The used approach avoids common errors in extraction of those kinetic parameters using devices like field effect transistors, serving as a versatile platform for the direct investigation of electronic properties in nanoscale materials. Samples of SnO2, monocrystalline and not intentionally doped (but with a little influence of oxygen vacancies) also showed a semiconducting behavior guided by the hopping mechanism in a wide temperature range (60-300 K). The presence of a potential barrier in the samples surface lead us to a detailed analysis of the performance metal-semiconductor (SnO2) junctions which was performed using different approaches: thermionic emission , statistical (Gaussian) distribution of Schottky barriers and a double Schottky barrier model. From these, we obtained a fairly detailed description of system providing parameters such as the barrier height (0B ~ 0,42 eV) and the ideality factor (n ~ 1, 05) comparable to the values obtained under conditions of ultra- high vacuum. These samples were used in field effect transistors that exhibited interesting characteristics for applications such as mobility of 137 cm2/Vs. Finally, FTO samples in which we could act on the doping level were explored. Samples showed a monocrystalline character and again a semiconductor behavior was evidenced by the hopping conduction mechanism. With the introduction of dopants on oxygen sites, devices showed an additional effect when a dispersion of nanobelts was used: a negative temperature resistivity coefficient for T < 15 K. We show that this behavior fits in the theory of weak localization in a system of weak disorder. Devices with a single nanobelt has a much smaller chance to exhibit the same behavior as a function of its dimensions. This result is general as suggested by the data: only the intrinsic disorder contributes to the transport mechanism, while the extrinsic one (the dispersion of nanobelts) not contributes. Finally, field effect transistors were constructed showing better mobility parameters for applications. Another original contribution of this work was the determination of an intrinsic parameter for the different materials which is only estimated by theoretical calculations in the literature: the density of states which should be used as reference in literature. / Neste trabalho foram estudadas algumas das características estruturais e de transporte em oxidos metalicos nanoestruturados sintetizados pelo mecanismo vapor-sólido (VS) com vistas a aplicaçao em dispositivos de alto desempenho. As nanoestruturas usadas [In2Ü3, SnO2 and SnO2 dopado com flúor (FTO)] foram caracterizadas quanto às suas propriedades estruturais por difracao de raios-X, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de dispersao de energia de raios-X (EDX), comprovando o caróter mono-cristalino que pode ser obtido pelo metodo empregado para o processo de síntese. Quanto às propriedades de transporte eletrônico, um comportamento apresentou-se como uma propriedade geral em todas as amostras estudadas: o mecanismo de conduçao atraves de hopping de alcance variível. Invariavelmente esse tipo de conducao e atribuído à presenca de um pequeno grau de desordem eletronica nas amostras, nao suficiente para a loca-lizacao de todos os portadores. Como resultado observível, as amostras comportaram-se como semicondutores. Especificamente, nas amostras de In2O3, a anílise da resistividade em funçao da temperatura permitiu a determinacao de parâmetros como o comprimento de localizaçcãao e, portanto, determinando a dimensionalidade do sistema eletrôonico das amostras. Embora nãao dopadas intencionalmente, as amostras exibiram uma densidade de eletrons apreciavel em funcão da quantidade de vacôncias de oxigenio. Experimentos realizados com microfitas, ineditos na literatura, forneceram dados sobre a mobilidade e densidade de portadores e sua dependôencia com a temperatura, determinando o processo de espalhamento predominante: por impurezas ionizadas (baixas temperaturas) e fonons acusticos (altas temperaturas). A abordagem usada evita erros comuns na extraçao de parâmetros cineticos via dispositivos como transistores de efeito de campo, servindo como uma plataforma versatil para a investigacao direta de propriedades eletronicas em materiais em nanoescala. Amostras de SnO2, monocristalinas, não dopadas intencionalmente (e com pequena influencia da presenca de vacancias) tambem mostraram comportamento semicondutor guiado pelo mecanismo hopping em uma ampla faixa de temperatura (60300 K). Devido à observacao da presenca de uma barreira de potencial na superfície das amostras, uma analise detalhada da performance de junçoes metal-semicondutor (SnO2) foi realizada usando diferentes abordagens: emissao termiônica, distribuicao estatística (Gaussiana) de barreiras Schottky e modelo de dupla barreira Schottky. Destas, chegou-se a uma descriçcaão bastante completa para o sistema, fornecendo parôametros como altura de barreira (0B ~ 0,42 eV) e fator de idealidade (n ~ 1, 05) comparíveis a parâmetros obtidos em condicçoães de ultra-alto-vaícuo. Destes dispositivos foram construídos transistores de efeito de campo que apresentaram características interessantes para aplicacçãoes como, por exemplo, mobilidade de ~ 137 cm2/Vs. Finalmente, exploraram-se amostras de FTO nas quais se pôde atuar sobre o nível de dopagem. As amostras apresentaram um carâter mono cristalino e novamente um comportamento semicondutor foi evidenciado pelo mecanismo de conduçao hopping. Com a introducao de dopantes nos sítios de oxigenio, os dispositivos mostraram alem do mecanismo semicondutor um efeito adicional quando uma dispersãao de nanofitas foi usada: uma resistividade com coeficiente negativo de temperatura para T < 15 K. Mostramos que esse comportamento se encaixa na teoria de localizacao fraca quando o principal mecanismo de espalhamento e a interaçao eletron-eletron. Dispositivos com uma unica nanofita tem uma chance muito menor para apresentar o mesmo comportamento em funcão de suas dimensões. Esse resultado e geral como sugerem os dados: somente a desordem intrínseca contribui para o mecanismo de transporte, enquanto que a desordem extrínseca, da dispersao de nanofitas, nao contribui. Finalmente, transistores de efeito de campo foram construídos mostrando melhores parâmetros de mobilidade. Tambem, como um ponto forte deste trabalho, para todos os sistemas estudados determinou-se um parâmetro intrínseco aos materiais e somente estimado por calculos teóricos na literatura: a densidade de estados, que de forma geral, pode ser usada como uma referencia na literatura.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6298.pdf: 2980031 bytes, checksum: d9fadac3020cef27afdab409a8566e9d (MD5) Previous issue date: 2014-05-26 / Universidade Federal de Minas Gerais / In this thesis, we have investigated the optical and transport properties of a p-i-n GaAs-AlAs resonant tunneling diode (RTD). The possibility of controlling and significantly varying the density of carriers accumulated at different layers of this structure simply by applying an external bias makes it very useful to investigate various fundamental issues. Furthermore, the process of tunneling that critically depends on the alignment from confined energy levels and the injection of carriers that attain quasi - equilibrium distribution at distinct accumulation layers makes this structure very special for analyzing optical properties in general, and in special, spin-polarization effects when an external magnetic field is applied to the RTD. Particularly, two emission bands were observed for the quantum well (QW) of our structure and were associated to the recombination of electrons and holes that tunnel into the QW and may recombine either as an exciton involving the fundamental states of the QW or a transition involving an acceptor state in the QW. It was also observed that the relative intensity of these emission bands strongly depend on the applied bias voltage. The optical recombination involving acceptors states becomes relatively more efficient as compared to the excitonic recombination for higher densities of electrons in the QW. This effect was discussed considering how the electron carrier density depends on the applied voltage and other effects such the capture rate of holes by the acceptors and electron and hole differences concerning mobility, effective mass and tunneling processes. We have also investigated spin properties of the tunneling carriers in our device by measuring the polarization-resolved electroluminescence from the quantum well (QW) and the contact layers under low temperatures and high magnetic fields, up to 15 T. Under these conditions, we have observed that the QW emission presents a large negative polarization degree which depends on the external applied bias voltage. The VII QW spin polarization shows oscillations and abrupt changes at the electron resonant peak. The results are mainly attributed to the abrupt changes of intensity of the two QW emission lines. Furthermore, the contact-layer emission have also shown voltage dependent emission lines that were attributed to the two-dimensional electron gas formed at the accumulation layer under an applied bias. The contact-layer emission presents a large negative polarization degree which is also voltage dependent. The QW spin polarization degree was discussed considering different effects such as the presence of neutral acceptors in the QW, the voltage control of carrier densities in the device, hole and electron tunneling processes and the spin injection of spin polarized two-dimensional gases formed at the accumulation layers. / Neste trabalho, estudamos as propriedades óticas e de transporte de diodos de tunelamento ressonante de GaAs-AlAs do tipo p-i-n. Observamos duas emissões no poço quântico (QW) que foram associadas a recombinação e eletrons e buracos que tunelam no QW e que podem recombinar com os níveis confinados no QW ou com o nível de impureza aceitadora no QW. Foi observado que a intensidade relativa dessas bandas é bastante sensível a voltage aplicada. Em particular, a emissão ótica relativa a impureza mostrou ser mais eficiente na condição de voltagem que resulta em alta densidade de portadores no QW. Estudamos também efeitos de spin nesses dispositivos na presença de altos campos magnéticos de até 15T. Observamos que polarização de spin de portadores é controlada por voltagem aplicada. Em particular, observamos que a polarização de spin apresenta fortes oscilações e variações abruptas dependendo da voltagem aplicada no dispositivo . Esse efeito foi associado a mudanças importantes de densidade de carga acumulada no QW em função da voltage aplicada. Foi também observado uma emissão fortemente dependente da voltagem na região dos contatos que foi associada a formação de uma gas bidimensional de eletrons (2DEG) com alto grau de polarização circular. A polarização de spin no QW foi associada a presença de impurezas , efeitos de injeção de portadores spin polarizados no QW, variação de densidade de portadores no QW, processos de tunelamento de eletrons e buracos e etc.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissRROM.pdf: 1359238 bytes, checksum: 5566c1f28c5e34b0134937066b060f35 (MD5) Previous issue date: 2005-03-24 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work, the technique Raman spectroscopy is used in order to study InxGa1-xP films grown with different thickness on GaAs (001). Two sets of samples grown by CBE (Chemical Beam Epitaxy) were analized: the first a GaAs buffer layer of 3000 &#506; and the second with an 1800 &#506; buffer layer. Concerning vibrational modes, it was possibleto conclude that for In concentrations around 50 % this alloy has a two mode behaviour. Polarized Raman spectra allowed to estimate the ordering degree of the samples. It was possible to observe strong disorder for all of then, with 0,l26 &#8804; &#951; &#8804; 0,443. Photoluminescence measurements confirmed the disordering. The stress, the lattice parameters and the concentrationsin the alloys were obtained from the variations of the vibrational modes. The interdifusion of P atoms through the GaAs buffer layer previously observed by X-Ray measurements was confirmed. Finally, a comparative study showed that a sensible difference occur between the vibrational modes of the alloys belonging to each set (with different buffer layer thicknesses). Besides, the absorption coefficients, was also shown to be different for each set. / Neste trabalho a técnica de espectroscopia Raman é utilizada para o estudo de heteroestruturas semicondutoras finas com camadas de espessuras variáveis de InxGa1-xP de rede cristalina casada à do substrato GaAs (001). As amostras forma crescidas pela técnica de Epitaxia por Feixe Químico (CBE do inglês, Chemical Beam Epitaxy). Dois conjuntos diferentes foram analisados, sendo o primeiro com camada buffer de 3000 Å e o segundo com 1800 Å. A análise sobre os modos vibracionais desta liga permitiu concluir que para concentrações de Índio próximas a 50 % ocorre o comportamento denominado a dois modos . Realizamos medidas de Raman polarizado para estimarmos o grau de ordenamento de tais amostras. Pode-se observar uma forte desordem em todas as amostras analisadas, com 0,l26 &#8804; &#951; &#8805; 0,443. Medidas de Fotoluminescência também foram realizadas confirmando o desordenamento. A partir da variação das freqüências dos modos vibracionais foi feita uma estimativa, através da análise das tensões, dos parâmetros de rede e das concentrações dos elementos que compõem a liga InxGa1-xP de rede casada à do GaAs. Nesta análise estudamos, ainda, a interdifusão de átomos de Fósforo na camada buffer formando a liga GaAs:P. Este fenômeno também foi observado anteriormente, por medidas de raios-X nas mesmas amostras. Por fim, um estudo comparativo levou-nos a concluir que existe uma sensível diferença entre os modos vibracionais das ligas de cada conjunto (com diferentes espessuras da camada buffer ). Além disso os coeficientes de absorção, estimados através da análise dos gráficos da razão das áreas sob a curva dos modos LO-GaAs e LO-GaP em função da espessura do filme, também apresentam-se diferentes para cada conjunto de amostras.