Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1951.pdf: 5829403 bytes, checksum: 71b2aeaac3ff3cb7d2f3ba4a25d21975 (MD5) Previous issue date: 2008-03-13 / Financiadora de Estudos e Projetos / This work describes studies on the underpotential deposition (UPD) of selenium, zinc, as well for Zn/Se systems deposited on polycrystalline Pt electrodes in acid solutions. The effects of Zn presence in the Se dissolution process were also investigated in the UPD and bulk potential range, 0.6 and 0.03 V respectively. The measurements were carried out using cyclic voltammetry and electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM). Furthermore Lead sulfide (PbS) multilayers were grown on a single crystal Ag(111) substrate by Electrochemical Atomic Layer Epitaxy (ECALE) method. For Zn UPD in sulfuric acid, two different processes were observed, which are attributed to the dissolution of submonolayer of Znads and H-atoms adsorbed on the electrode surface. For Se UPD was observed that hydrogen desorption were completely inhibited indicating that Se film recovered the Pt surface. The deposition of UPD Se in perchloric acid solution showed the transference of 4 electrons with 1.4 and 1.12 active sites of Pt occupied by 1 Se ad-atom in the UPD and bulk potential range, respectively. In the evaluation of the Se monolayers dissolution process formed at 0.03 V during 2000 s a process not mentioned in the literature it was observed which was evaluated by the technique MECQ. The experimental results obtained by this technique allowed to end that the dissolution process occurred by two stages, and the first involved the participation of 6e-. The dissolution mechanism with 6e- happens with the participation of water in the dissolution process of Se, leading to the formation of an oxygenated selenium compound which in next step undergo slow oxidation and is dissolved as soluble Se(VI) species. Then the total dissolution process of Se occurs in a six-electron transfer reaction. For Se deposition in the Zn presence the dissolution charges associated with Se UPD increase, indicating that the presence of Zn favors the deposition of UPD Se. In the case of PbS multilayers on Ag (111) the voltammetric analysis of the first PbUPD and SUPD peaks indicates a mechanism of two-dimensional growth, which is consistent with epitaxial growth. Electrochemical stripping measurements indicate that the amount of Pb and S deposited in a given number of cycles is a function of the number of cycles employed, again suggesting a layer-by-layer growth. This result indicates that the amount of Pb and S in these films corresponds to the stoichiometric 1:1 ratio, indicating the formation of a compound. / Este trabalho descreve os estudos da deposicao em regime de subtensao (DRS) de Se, Zn, assim como para sistemas Zn/Se depositados sobre eletrodos policristalinos de Pt em solucoes acidas. Os efeitos da presenca de Zn no processo de dissolucao de Se tambem foram investigados em uma regiao de potenciais de DRS e deposicao massiva 0,6 V e 0,03 V, respectivamente. As medidas foram realizadas usando voltametria ciclica e microbalanca eletroquimica de cristal de quartzo (MECQ). Alem disso, multicamadas de sulfeto de chumbo (PbS) foram crescidas sobre substrato de Ag(111) utilizando o metodo de deposicao eletroquimica de camadas atomicas epitaxiais (ECALE). Para a DRS de Zn em meio de acido sulfurico dois processos distintos foram observados os quais foram atribuidos a submonocamadas de Znads e atomos de H adsorvidos sobre a superficie do eletrodo. Para a DRS do Se observou-se a inibicao completa da dessorcao de hidrogenio o que indicou recobrimento total da superficie de Pt por ad-atomo de Se. A deposicao de Se em meio de acido perclorico mostrou a transferencia de 4 eletrons com 1,4 e 1,12 sitios da Pt ocupados por cada ad-atomo de Se, em potenciais de deposicao em DRS e sobretensao, respectivamente. Na avaliacao do processo de dissolucao das monocamadas de Se formadas a 0,03 V e por um tempo de deposicao de 2000 s um processo nao mencionado na literatura foi observado o qual foi avaliado pela tecnica MECQ. Os resultados experimentais obtidos por esta tecnica permitiram concluir que o processo de dissolucao do Se ocorria por duas etapas, sendo que a primeira envolvia a participacao de uma 6 eletrons e a segunda de 4 eletrons. O mecanismo de dissolucao com 6 eletrons ocorre com a participacao de agua no processo de dissolucao do Se, levando a formacao de compostos de Se oxigenados, os quais em uma etapa posterior sofrem uma oxidacao lenta e se dissolvem como especies soluveis de Se(VI). Entao o processo total de dissolucao de Se ocorre em uma reacao de transferencia de 6 eletrons. Ja para a deposicao de Se na presenca de Zn pode-se concluir, devido ao aumento da carga de dissolucao da DRS de Se, que a presenca de Zn favorece o processo de deposicao do Se. No caso das multicamadas de PbS o estudo voltametrico das primeiras camadas de Pb DRS e S DRS indicam um mecanismo de crescimento bidimensional, que e consistente com o crescimento epitaxial. As cargas medidas no processo de dissolucao das camadas indicaram que a quantidade de Pb e S depositados para um dado numero de ciclos e uma funcao do numero de ciclos realizados, sugerindo novamente um crescimento camada por camada Este resultado sugere que a quantidade de Pb e S nos filmes possuem uma relacao estequiometrica de 1:1, indicando a formacao de um composto.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4463.pdf: 4786654 bytes, checksum: 934363c068a2d46e1dc21c5b15f807e7 (MD5) Previous issue date: 2012-07-20 / Universidade Federal de Minas Gerais / Zinc selenide (ZnSe) is a semiconductor material, which band gap is about 2.7 eV. It has many applications as blue light emission diode, data storage devices, laser diodes and waveguides optical fibers. Despite these several applications, ZnSe, generally, is synthesized in organic solvents, such as: trioctylphosphine oxide (TOPO), hexadecylamine (HDA) or octadecene (ODE). These synthetic methods are carried out at high temperatures, about 250oC. Moreover, being synthesized in organic media makes these nanoparticles unable to be dispersed in aqueous systems, and consequently, they are unable to be applied in biological media, unless some post preparative procedure is applied. In view those shortcomings, in this work, ZnSe was synthesized in aqueous media, having ZnCl2 as zinc source, NaHSe, as selenium source, which was synthesized from reduction of elemental selenium by sodium borohydride (NaBH4), and L-cisteine as capping agent. Initially, a 22 factorial design was applied. Temperature and pH were the factors studied in this factorial design, aiming to determine the influence of these factors on crystallographic coherence dominium calculated through Scherrer equation. Despite synthesis in aqueous media applies lower temperatures (90 oC), it has some disadvantages, for instance, the generation of some byproducts. Among these byproducts are: trigonal or amorphous elemental selenium and L-cistine, however, sometimes, these compounds can not be tracked through x-ray diffraction (XRD), since they are either amorphous or are below the detection limit of this technique. In this sense, Raman spectroscopy plays an important role in this work, since it is able to track these byproducts in a range of some months. Finally, a simple decantation process was carried out in order to separate these byproducts in different aliquots. / O seleneto de zinco (ZnSe) e um material semicondutor, cujo a energia de band gap e igual a 2,7 eV, e que encontra muitas aplicacoes como dispositivos emissor de luz na regiao do azul do espectro visivel, como por exemplo, LEDS na regiao do azul, dispositivos de armazenamento de dados, lasers de diodo e guias de ondas de fibras opticas. Apesar dessa variedade de aplicacoes, o ZnSe, geralmente, e sintetizado em solventes organicos, como: oxido de trioctil fosfina (TOPO), hexadecilamina (HDA) ou octadeceno (ODE). E tais metodos de sinteses sao realizados em altas temperaturas, ou seja, superiores a 250 oC. Alem disso, o fato do ZnSe ser sintetizado em solventes organicos, o torna inapto de ser disperso em solventes aquosos, e consequentemente, em termos de aplicacoes, de serem dispersos em meios biologicos, sem a realizacao de algum procedimento pos sintese. Em vista, dessas limitacoes dos metodos de sintese em meio organico, no presente trabalho, o ZnSe foi sintetizado em meio aquoso, tendo o ZnCl2, como fonte de zinco, o NaHSe, como fonte de selenio, o qual foi sintetizado a partir da reducao do selenio elementar pelo boridreto de sodio (NaBH4), e L-cisteina como agente estabilizante. Inicialmente, foi realizado um planejamento fatorial 22, tendo a temperatura e o pH como fatores, com o objetivo de determinar a influencia dessas variaveis no dominio de coerencia cristalografica, determinado por meio da equacao de Scherrer, para essas nanoparticulas. Apesar, do metodo em meio aquoso aplicado nesse trabalho, empregar baixas temperaturas (90 oC) em comparacao com os metodos em meio organico, ele apresenta algumas desvantagens, por exemplo, a geracao de subprodutos inerentes ao metodo de sintese. Entre esses subprodutos estao, o selenio elementar trigonal, ou amorfo e a L-cistina, entretanto, muitos desses subprodutos nao podem ser determinados por meio da tecnica de difracao de raios-X, pois, ou sao amorfos ou estao abaixo do limite de deteccao da tecnica. Em vista disso, a espectroscopia Raman exerce um papel importante nesse trabalho, demonstrando esses produtos e a sua evolucao na escala de tempo de alguns meses. Por fim, realizou-se um procedimento de decantacao, que permitiu separar, mesmo que de modo nao muito seletivo, alguns desses subprodutos em diferentes aliquotas.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5776.pdf: 5076253 bytes, checksum: 2b1fe288412167608c8d92ffa4efdf38 (MD5) Previous issue date: 2014-02-26 / Universidade Federal de Minas Gerais / The incessant search for better materials with diverse applications and increasingly smaller size has been performed by numerous research groups. The calcium sulfide semiconductors have been the focus of study for applications in this field. This semiconductor can be applied in to various devices due to photo- and electroluminescent properties. The technological advances in computational area allowed the improvement in different research fields such as Theoretical Chemistry, which is able to enhance, induce and predict new material properties with potential technological applications. The objective of this project was to apply the Theoretical Chemistry, in order to provide a better understanding of the chemical and structural properties of the calcium sulfide. Models and computer simulations were developed to analyze the electronic and structural properties of this material in crystal and surface level. The results were compared to the experimental data obtained by the microwaveassisted solvothermal method and discussed in terms of band structure, density of states and of charge map. With respect to the lattice parameter and internal coordinates, the theory used show good results, confirming the data obtained experimentally. Theoretical band gap values were also similar to the experimental values and indicated direct transition in all models studied. / A busca incessante por melhores materiais com aplicações diversas e tamanhos cada vez menores tem sido realizada por inúmeros grupos de pesquisa. O semicondutor sulfeto de cálcio tem sido foco de estudos para aplicações nesse campo. Esse semicondutor pode ser aplicado em vários dispositivos devido às suas propriedades foto e eletroluminescente. O crescente avanço tecnológico na área computacional permitiu o aprimoramento em diferentes campos de pesquisa, ressaltando a Química Teórica que é capaz de aprimorar, induzir e prever novas propriedades em materiais com potenciais aplicações tecnológicas. O objetivo deste projeto foi aplicar a Química Teórica, a fim de proporcionar uma melhor compreensão das propriedades químicas e estruturais do sulfeto de cálcio. Foram desenvolvidos modelos e simulações computacionais para analisar as propriedades eletrônicas e estruturais desse material em nível de cristal e superfície. Os resultados foram comparados aos dados experimentais obtidos pelo método solvotérmico assistido por micro-ondas e discutidos em termos estrutura de bandas, densidade de estados e mapa de carga. Com relação ao parâmetro de rede e as coordenadas internas, a teoria utilizada apresentou bons resultados, corroborando com os dados obtidos experimentalmente. Valores de band gap teórico também se mostraram similares com os valores experimentais e indicaram transição direta em todos os modelos estudados.

Esse trabalho de mestrado teve como estudo o transistor Túnel-FET (TFET) fabricado em estrutura de nanofio de silício. Este estudo foi feito de forma teórica (simulação numérica) e experimental. Foram estudadas as principais características digitais e analógicas do dispositivo e seu potencial para uso em circuitos integrados avançados para a próxima década. A análise foi feita através da extração experimental e estudo dos principais parâmetros do dispositivo, tais como inclinação de sublimiar, transcondutância (gm), condutância de saída (gd), ganho intrínseco de tensão (AV) e eficiência do transistor. As medidas experimentais foram comparadas com os resultados obtidos pela simulação. Através do uso de diferentes parâmetros de ajuste e modelos de simulação, justificou-se o comportamento do dispositivo observado experimentalmente. Durante a execução deste trabalho estudou-se a influência da escolha do material de fonte no desempenho do dispositivo, bem como o impacto do diâmetro do nanofio nos principais parâmetros analógicos do transistor. Os dispositivos compostos por fonte de SiGe apresentaram valores maiores de gm e gd do que aqueles compostos por fonte de silício. A diferença percentual entre os valores de transcondutância para os diferentes materiais de fonte variou de 43% a 96%, sendo dependente do método utilizado para comparação, e a diferença percentual entre os valores de condutância de saída variou de 38% a 91%. Observou-se também uma degradação no valor de AV com a redução do diâmetro do nanofio. O ganho calculado a partir das medidas experimentais para o dispositivo com diâmetro de 50 nm é aproximadamente 45% menor do que o correspondente ao diâmetro de 110 nm. Adicionalmente estudou-se o impacto do diâmetro considerando diferentes polarizações de porta (VG) e concluiu-se que os TFETs apresentam melhor desempenho para baixos valores de VG (houve uma redução de aproximadamente 88% no valor de AV com o aumento da tensão de porta de 1,25 V para 1,9 V). A sobreposição entre porta e fonte e o perfil de dopantes na junção de tunelamento também foram analisados a fim de compreender qual combinação dessas características resultariam em um melhor desempenho do dispositivo. Observou-se que os melhores resultados estavam associados a um alinhamento entre o eletrodo de porta e a junção entre fonte e canal e a um perfil abrupto de dopantes na junção. Por fim comparou-se a tecnologia MOS com o TFET, obtendo-se como resultado um maior valor de AV (maior do que 40 dB) para o TFET. / This Master thesis focused in the study of the NW-TFET. The study was performed either by simulation as by experimental measurements. The main digital and analog characteristics of the device and its potential for use in advanced integrated circuits for the next decade were studied. The analysis was performed by extracting and studying the devices main parameters, such as subthreshold swing, transconductance (gm), output conductance (gd), intrinsic voltage gain (AV) and transistor efficiency. The experimental measurements were compared with the results obtained by simulation. Utilizing different simulation fitting parameters and models, the device behavior (observed in the experimental measurements) was understood and explained. During the execution of this work, either the influence of the source material on the device performance, as the impact of the nanowire diameter on the transistor main analog parameters, were studied. The devices with SiGe source presented higher values of gm and gd than those with silicon source. The percentual difference among the values of transconductance for the different source materials varied from 43% to 96%, being dependent on the method utilized for the comparison, and the percentual difference among the values of output conductance varied from 38% to 91%. A degradation of AV was also observed with the nanowire diameter reduction. The gain calculated from the experimental measurements for the device with 50 nm of diameter is approximately 57% lower than the gain corresponding to the diameter of 110 nm. Furthermore, the impact of the diameter considering different gate biases (VG) was analysed. It was concluded that TFETs show improved performance for lower values of VG (a reduction of approximately 88% of AV was observed for an increase of the gate voltage from 1.25 V to 1.9 V). The gate/source overlap length and the dopant profile at the tunneling junction were also analyzed in order to understand which combination of this features would result in a better performance of the device. It was observed that the best results were related to an alignment between the gate electrode and the source/channel junction and to an abrupt dopant profile at the junction. Finally, the MOS technology was compared with TFET, resulting in a higher AV (higher than 40 dB) for the TFET.

Submitted by Regina Correa (rehecorrea@gmail.com) on 2016-09-21T18:57:01Z No. of bitstreams: 1 TeseLKSH.pdf: 62711757 bytes, checksum: dd2b481497af4493346131729910c613 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-23T18:36:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseLKSH.pdf: 62711757 bytes, checksum: dd2b481497af4493346131729910c613 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-23T18:36:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseLKSH.pdf: 62711757 bytes, checksum: dd2b481497af4493346131729910c613 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-23T18:36:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseLKSH.pdf: 62711757 bytes, checksum: dd2b481497af4493346131729910c613 (MD5) Previous issue date: 2015-12-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Defects play a fundamental issue on physical properties of wide bandgap semiconductors (WBS) due to the possibility of application in high temperature. This work shows the features of the defects in di erent kind of WBS grown/synthesized by solid state reaction, Pechini method and Molecular Beam Epitaxy. First we investigated the structural and optical properties of erbium- and manganese-doped strontium aluminates (SrAl2O4). The fundamental optical transitions due to Er3+ and Mn2+ are typical features of the well-diluted doping process. A signi cant enhancement of the Er3+ optical emission band at 1530 nm was observed when the matrix is co-doped with Mn. A model of energy transfer mechanism from Mn2+ to Er3+ is proposed to explain the experimental results. We present also the e ect of preparation and annealing conditions on the properties of Nb2O5. The increase of oxygen vacancies causes an inrreversible phase transition from pseudohexagonal to orthorhombic phase, and they are responsible for the increase in the e ective magnetic moments related to paramagnetic behavior. Finally, we explore the e ects of the interfaces imperfections of quantum wells of cubic GaN alloys. An indication of localized states in low temperature is observed. A decrease of this e ects happens when we increase the number of interfaces. Furthermore, magneto-PL measurements show a higher spin polarizations in the donor-acceptor impurities in the bulk of c-GaN corroborate for the importance of the defects. This work shows that the defects engineering in WBS are fundametal for developing new technologies in spintronics and optoelectronic eld. / Os defeitos em semicondutores acarretam mudanças nas propriedades físicas do material, tendo uma grande importância nos semicondutores que possuem alta energia de gap devido à possibilidade de aplicação em alta temperatura. No presente trabalho, estudamos as características atribuídas à presença de defeitos em diferentes semicondutores de gap largo, crescidos/sintetizados por reação de estado sólido, método de Pechini e epitaxia de feixes moleculares. Primeiramente, investigamos as propriedades ópticas e estruturais do aluminato de estrôncio (SrAl2O4) dopado com érbio e co-dopado com manganês. Neste caso, um aumento na emissão do Er3+ na região do infravermelho (1530 nm) foi observado na matriz com co-dopagem de manganês. Atribuímos este efeito ao mecanismo de transferência de energia do íon de Mn2+ para o Er3+. Também estudamos os efeitos das condições de preparação e tratamento térmico nas propriedades de pentóxido de nióbio (Nb2O5). Nossa investigação, mostra que vacâncias de oxigênio causam transições irreversíveis da fase pseudo-hexagonal para a ortorrômbica. Além disso, esses defeitos são responsáveis por um acréscimo de momentos magnéticos efetivos, relacionados com o comportamento paramagnético. Por último, averiguamos os efeitos de imperfeições entre as interfaces de poços quânticos de ligas de nitreto de gálio cúbico (cGaN). Esse estudo indicou uma diminuição de estados localizados, em baixa temperatura, com a mudança na quantidade de interfaces do QW. No caso do c GaN bulk, foi observado uma maior polarização de spin na emissão óptica da impureza doadora-aceitadora. Este trabalho evidencia a importância da engenharia de defeitos em semicondutores de gap largo para o aperfeiçoamento de tecnologias ligadas à área de optoeletrônica e spintrônica.

Submitted by Bruna Rodrigues (bruna92rodrigues@yahoo.com.br) on 2016-09-30T13:13:13Z No. of bitstreams: 1 TeseMMF.pdf: 13132471 bytes, checksum: 80c98d2db96872de649048c8199be5f0 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-04T18:53:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseMMF.pdf: 13132471 bytes, checksum: 80c98d2db96872de649048c8199be5f0 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-04T18:53:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseMMF.pdf: 13132471 bytes, checksum: 80c98d2db96872de649048c8199be5f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-04T18:53:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseMMF.pdf: 13132471 bytes, checksum: 80c98d2db96872de649048c8199be5f0 (MD5) Previous issue date: 2016-03-07 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The rapid modernization of industrial and technological poles spurs the development of new materials, always in search of efficiency and low costs, given that the expression "new materials" does not relate just to the new classes or compounds never seen before but also to the structural modifications in materials already studied. In this context, research using theoretical and experimental models tends Researches using combined theoretical and experimental methods tend to be more and more commonly due to the better correlation between system characteristics and properties. However, a better interpretation can assists in the planning and developing of new materials. In the present study, a set of theoretical and experimental models were built in order to explain the properties and phenomena of semiconductors. The chosen materials were the α-Ag2WO4, β-Ag2MoO4, Co3O4, α- Fe2O3 and In2O3. Characterization techniques of X-Ray difraction, Rietveld refinament, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy were related with quantum mechanical calculations to a better understanding of the observed results. Theoretical results of band structure and density of states are in agreement with the experimental band gaps.The data showed a creation of new eletronic states on the forbiden region on the band gap due to the criation of structural defects, by means of a impurity or structural changes. The final models were used to a better explanation of the photoluminescent properties modifications. Quantum mechanical calculations were also used to the explanation of a phenomenon caused by electron bombing, which was observed in Ag2WO4 and Ag2MoO4 crystals. In this model, the Ag reduction results in its removal of the clusters generating the Ag metallic filaments on the material surface. Finally, it was created a new approach about the mapping and prediction of crystals morphology that serves as an experimental reference to the comparison between surface and final properties. The presented papers consist in an interdisciplinary research, from fundamental to applications and show how quantum chemical and other theoretical computational means can be used for an understanding of physical and chemical properties of materials for searching a rational materials design. / A rápida modernização dos polos industriais e tecnológicos faz com que o desenvolvimento de novos materiais seja fundamental, sempre pesquisando maiores eficiências e menores custos. Por outro lado, a expressão “novos materiais” não está somente relacionada à uma nova classe ou composto obtidos pela primeira vez, mas também às modificações estruturais de materiais já conhecidos, incluindo o efeito do tamanho, forma e incorporações sinergéticas. Neste contexto, pesquisas usando modelos teórico-experimentais tendem a ser cada vez mais comuns devido à melhor correlação entre características do sistema e propriedades. Por tanto, interpretações mais claras e precisas podem auxiliar no planejamento e desenvolvimento de novos materiais. No presente trabalho, um conjunto de modelos teórico-experimentais foi construído a fim de explicar propriedades e fenômenos de semicondutores. Os semicondutores escolhidos foram: α-Ag2WO4, β-Ag2MoO4, Co3O4, α-Fe2O3 e In2O3. Técnicas de caracterização de Difração de Raios-X, refinamento Rietveld, espectroscopia Raman, microscopia de varredura e microscopia de transmissão foram vinculadas com cálculos mecânico-quânticos para um melhor entendimento dos resultados observados. Resultados teóricos de estrutura de bandas e densidade de orbitais corroboraram com os “band gaps” experimentais. Os dados mostraram a criação de novos estados na região proibida do “band gap” devido à criação de defeitos, por meio de dopagem ou mudanças estruturais. Os modelos finais foram utilizados para melhor explicar as modificações das propriedades fotoluminescentes. Cálculos mecânico-quânticos também foram utilizados para explicar o fenômeno de crescimento de prata em cristais de α-Ag2WO4 e β-Ag2MoO4 com a adição de elétrons. Neste modelo, a redução da prata resulta em seu afastamento dos “clusters” gerando o aparecimento de filamentos de prata metálica na superfície dos materiais. Por fim, foi criada uma nova abordagem sobre o mapeamento e previsão de morfologias de cristais, servindo como um referencial experimental para a comparação entre superfícies e propriedades finais. Os trabalhos presentes consistem em estudos interdiciplinares, do fundamento até a aplicação de diversos materiais, e mostram como a química quântica e outros meios teóricos podem ser usados para o estendimento de propriedades para o “design” de novos materiais. / 2012/14468-1

Orientador: Ivo Alexandre Hummelgen / Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Parana

Submitted by GUILHERME RODRIGUES DE LIMA null (guirodrigueslima@hotmail.com) on 2017-09-15T18:57:55Z No. of bitstreams: 1 Defesa_correção_ficha_catalografica.pdf: 3367275 bytes, checksum: 6a436d913d3a352c3a8ec8e237660a1b (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-09-19T17:42:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lima_gr_me_sjrp.pdf: 3367275 bytes, checksum: 6a436d913d3a352c3a8ec8e237660a1b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-19T17:42:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lima_gr_me_sjrp.pdf: 3367275 bytes, checksum: 6a436d913d3a352c3a8ec8e237660a1b (MD5) Previous issue date: 2017-08-18 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Transistores de filme fino (TFT) são dispositivos presentes em nosso cotidiano, usados em uma ampla variedade de aplicações, desde de processadores, registradores e monitores de tela plana. Estes dispositivos apresentam diversos benefícios, tais como: transparência, flexibilidade, rapidez, baixo custo e confiabilidade, o que faz com que tenham interesse de muitos grupos de pesquisa nas últimas décadas. Este trabalho visa o desenvolvimento de um novo método de deposição por spray, em atmosfera ambiente e a baixa temperatura (350ºC), para produção de filmes finos de óxidos zinco (ZnO) aplicados como camada ativa em TFTs. Os filmes finos transparentes de ZnO foram depositados por solução de um precursor orgânico (acetato de zinco bi-hidratado (Zn(CH3COO) · 2H2O)) sobre substratos de Si-p/SiO2 pelo método de deposição por spray. Este método emprega uma automação própria de controle na deposição para obter filmes altamente homogêneos e reprodutivos. Um grande conjunto de parâmetros na deposição foram testados para otimização dos filmes semicondutores para TFTs, como por exemplo: distância do spray sobre a placa de aquecimento, tempo de deposição, número de camadas, concentração da solução, entre outros. Os resultados obtidos na caracterização dos dispositivos, como, mobilidade de saturação (µsat), tensão de limiar de operação (Vth) e razão entre a corrente de operação e a corrente intrínseca (ION/OFF), foram comparados para diferentes parâmetros de deposição utilizados. Esse trabalho contribui em utilizar um novo método de deposição de baixo custo, para possíveis aplicações industriais e que pode ser expandido facilmente para larga escala de produção na fabricação de outros dispositivos de filme fino, como, OTFTs (Organic Thin Film Transistors), células solares, LCDs (Liquid Crystal Displays), OLEDs (Organic Light Emitting Diodes), LEDs (Light Emitting Diodes) e sensores. / Thin-film transistors (TFT) are every day devices used in a wide variety of applications, like processors, recorders and flat-panel monitors. These devices that present benefits, such as transparency, flexibility, speed, lower-cost and reliability, which have attracted interest in several research groups in recent decades. The aim of this work is the development of a new method of spray deposition, in ambient atmosphere and at low temperature (350ºC), for the production of thin films of zinc oxide (ZnO) applied as active layer in TFTs. The ZnO thin films were deposited from an organic solution of zinc acetate dihydrate (Zn(CH3COO) · 2H2O) on to Si-p/SiO2 substrates by the spray deposition method. This method employs its own automation for the deposition to obtain highly homogeneous and reproducible films. A large set of parameters in the deposition were tested for optimization of the semiconductor films for TFTs, such as: distance of the spray to the hot-plate, deposition time, number of layers, solution concentration, among others. The results obtained in the characterization of the devices, such as, mobility at saturation (μsat), threshold voltage (Vth) and on/off ratio (ION/OFF), were compared for different deposition parameters. This work contributes to the development of a novel, low-cost deposition method for possible industrial applications that can be easily expanded for large scale production of other thin film devices, such as, Organic Thin Film Transistors (OTFTs), solar cells, LCDs (Liquid Crystal Displays), OLEDs (Organic Light Emitting Diodes), LEDs (Light Emitting Diodes) and sensors. / CNPq: 133952/2015-0

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:14:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RebenRMG.pdf: 3800723 bytes, checksum: a25f5d04ee938499344a1aa36b4e8be8 (MD5) Previous issue date: 2008-12-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / There is nowadays a growing demand for located cooling and stabilization in optical and electronic devices, haul of portable systems of cooling that they allow a larger independence in several activities. The modules of thermoelectrical cooling are bombs of heat that use efect Peltier, that consists of the production of a temperature gradient when an electric current is applied to a thermoelectrical pair formed by two diferent drivers. That efect is part of a class of thermoelectrical efcts that it is typical of junctions among electric drivers. The modules are manufactured with semiconductors. The used is the bismuth telluride Bi2Te3, arranged in a periodic sequence. In this sense the idea appeared of doing an analysis of a system that obeys the sequence of Fibonacci. The sequence of Fibonacci has connections with the golden proportion, could be found in the reproductive study of the bees, in the behavior of the light and of the atoms, as well as in the growth of plants and in the study of galaxies, among many other applications. An apparatus unidimensional was set up with the objective of investigating the thermal behavior of a module that obeys it a rule of growth of the type Fibonacci. The results demonstrate that the modules that possess periodic arrangement are more eficient / H? atualmente uma demanda crescente por resfriamento localizado e estabiliza??o de temperatura em dispositivos ?pticos e eletr?nicos, alem de sistemas de refrigera??o port?teis que permitem uma maior independ?ncia em diversas atividades. Os m?dulos de refrigera??o termoel?trica s?o bombas de calor que utilizam efeito Peltier, que consiste na produ??o de um gradiente de temperatura quando uma corrente el?trica ? aplicada a um par termoel?trico formado por dois condutores diferentes. Esse efeito faz parte de uma classe de efeitos termoel?tricos que ? t?pico de jun??es entre condutores el?tricos. Os m?dulos s?o fabricados com semicondutores. O mais utilizado ? o telureto de bismuto Bi2Te3, arranjados em uma seq??ncia peri?dica. Neste sentido surgiu a id?ia de fazer uma an?lise de um sistema que obedece a seq??ncia de Fibonacci. A seq??ncia de Fibonacci tem conex ?es com a propor??o ?urea, podendo ser encontrada no estudo reprodutivo das abelhas, no comportamento da luz e dos ?tomos, como tamb?m no crescimento de plantas e no estudo de gal?xias, dentre muitas outras aplica??es. Foi montado um aparato unidimensional com o objetivo de investigar o comportamento t?rmico de um m?dulo que obedece a uma regra de crescimento do tipo Fibonacci. Os resultados demonstram que os m?dulos que possuem arranjo peri?dico s?o mais eficientes iv

Neste trabalho, estudamos as propriedades eletrônicas e estruturais de super-redes InP/In IND. 0.53 Ga IND. 0.47As dopadas fortemente com Si (densidade equivalente no bulk superior a 4.4 x 10 POT. 18cm POT. -3). O espectro de Fourier das oscilações de Shubnikov-de Haas apresenta um dubleto característico de elétrons que populam uma minibanda de energia, assim como uma freqüência de oscilação associada a elétrons confinados em uma camada superficial bidimensional (elétrons de Tamm). Verificamos que, para descrever o espectro de energia dos elétrons da minibanda, o modelo de Kronig-Penney é em geral suficiente porém, para descrever adequadamente os estados de Tamm é necessário recorrer a um cálculo auto-consistente completo. A boa resolução do dubleto associado aos elétrons que populam a minibanda de energia permitiu extrair as mobilidades quânticas dos elétrons associados aos hodógrafos extremais (\"cintura\" e \"pescoço\") da mini-superfície de Fermi. O tratamento de dados foi efetuado com a utilização de procedimentos especialmente desenvolvidos, que apresentam a vantagem de não necessitar da utilização de filtros de Fourier sofisticados. A detecção do estado de Tamm nas oscilações de Shubnikov-de Haas é inétida por se tratar de estados de Tamm degenerados. Por ser a mobilidade quântica dos elétrons de Tamm quase duas vezes maior do que a mesma mobilidade para os elétrons da minibanda, em campos magnéticos fracos as oscilações de Shubnikov-de Haas são dominadas pelos elétrons de Tamm, apesar da quantidade de elétrons de Tamm corresponder a apenas em torno de 10% do total de portadores livres em nossas amostras. As super-redes InP/In IND. 0.53 Ga IND. 0.47As:Si apresentam, também, grande redução de portadores livres com a diminuição do período das super-redes. A perda de portadores livres é de 60% quando o período é diminuído em 20%. Esta redução está correlacionada com a quantidade de átomos de ) dopantes que recai na camada interfacial de InAs IND. X P IND. 1-X que se forma quando InP é depositado sobre In IND. 0.53 Ga IND. 0.47As. Um estudo de um conjunto de 8 amostras nos permitiu estimar que a espessura da camada interfacial é de aproximadamente 20 ANGSTRONS. Os dados experimentais indicam que os átomos de Si que recaem nas camadas interfaciais, ao invés de formarem doadores rasos, formam centros profundos com energia de ativação superior a 50 meV. / In this work the electronic and structural properties of InP/In IND. 0.53 Ga IND. 0.47As superlattices heavily doped with Si (bulk equivalent density greater than 4.4 x 10 POT. 18cm POT. -3) were studied. The Fourier spectrum of the Shubnikov-de Haas oscillations presents a double peak characteristic of electrons which populate the first miniband of the energy spectrum, and an additional peak associated to electrons confined in a two-dimensional surface layer (Tamm electrons). We verified that the Kronig-Penney model is, in general, a good approximation to describe the energy spectrum of electrons in the miniband. However, to describe adequately the Tamm states, it is necessary to resort to a full self-consistent calculation of the energy levels in the effective mass approximation. The well-resolved doublet associated to the electrons in the miniband allowed us to extract the quantum mobilities associated to both extremal orbits of the Fermi mini-surface (belly and neck). The data analysis was done by using specially developed procedures, which have the advantage of not requiring the use of sophisticated Fourier filters. The detection of Tamm states throught Shubnikov-de Haas oscillations was done for the first time in superlattices in which the Tammm states are degenerate. On account of the fact that the quantum mobility of the Tamm electrons is about a factor of two greater than the quantum mobility of the miniband electrons, the Shubnikov-de Haas oscillations are dominated by electrons from the Tamm states, especially at weak magnetic fields, despite of the fact that the amount of Tamm electrons is only about 10% of the total amount of free carriers in our sample. The InP/In IND. 0.53 Ga IND. 0.47As:Si superlattices also display a strong reduction in the amount of free carriers when the period of the superlattice decreases. This reduction reaches 60% when the superlatticess period is decreased by only 20%. This reduction correlates with the amount of doping atoms that fall into the interfacial layer InAs IND. X P IND. 1-X which is formed when InP is grown on In IND. 0.53 Ga IND. 0.47As. A study of a set of 8 samples allowed us to estimate that the interfacial layer is approximately 20 ANGSTRONS thick. The experimental data indicate that the Si atoms which fall into the interfacial form deep levels with an activation energy larger than 50 meV.