Este trabalho contempla o desenvolvimento de dosímetros baseados em diodos de Si para a dosimetria de radiação gama para doses desde 1 Gy até 100 Gy. Este intervalo de dose é freqüentemente utilizada em processos de irradiação de cristais, polímeros conjugados e também em vários estudos biológicos conduzidos no Centro de Tecnologia das Radiações (CTR) do IPEN-CNEN/SP. O dosímetro proposto foi construído a partir do diodo cormecial de Si SFH00206 (Siemens), operando em regime fotovoltaico, cujas características elétricas são adequadas para esta aplicação. As correntes geradas no dispositivo pela radiação gama do 60Co dos irradiadores tipo I e II foram registrada por um eletrômetro digital e armazenadas durante todo o tempo de exposição. Em todas as medidas realizadas verificou-se que os sinais de corrente registrados em função do tempo de exposição eram estáveis. Além disso, a fotocorrente do dispositivo mostrou-se linearmente dependente com a taxa de dose desde 6.1x10-2 Gy/min até 1.9x102 Gy/min. As curvas de calibração dos dosímetros, em termos da carga média registrada em função da dose absorvida, foram obtidas pela integração dos sinais de corrente em função do tempo de exposição. Os resultados evidenciaram uma resposta linear do dosímetro, com um coeficiente de correlação melhor que 0,998 para uma dose total absorvida de até 120 Gy. Finalmente, devido aos pequenos erros experimentais, 5% foi possível medir a dose de trânsito devida ao movimento das fontes radioativas de Cobalto-60 nos irradiadores utilizados neste trabalho. / This work envisages the development of dosimeters based on Si diodes for gamma radiation dosimetry from 1 Gy up to 100 Gy. This dose range is frequently utilized in radiation processing of crystal modifications, polymers crosslinking and biological studies carried out in the Radiation Technology Center at IPEN-CNEN/SP. The dosimeter was constructed by a commercial SFH00206 (Siemens) Si diode, operating in a photovoltaic mode, whose electrical characteristics are suitable for this application. The current generated in the device by the Cobalt-60 gamma radiation from the Irradiators types I and II was registered with a digital electrometer and stored during the exposure time. In all measurements, the current signals of the diode registered as a function of the exposure time were very stable. Furthermore, the device photocurrent was linearly dependent on the dose rate within a range of 6.1x10-2 Gy/min up to 1.9x102 Gy/min. The calibration curves of the dosimeters, e.g., the average charge registered as a function of the absorbed dose were obtained by the integration of the current signals as a function of the exposure time. The results showed a linear response of the dosimeter with a correlation coefficient better than 0.998 for total absorbed dose up to 120 Gy. Finally, due to the small experimental errors 5 % it was also possible to measure the transit dose due to the movement of the Cobalto- 60 radioactive sources in irradiation facilities used in this work.

Este trabalho contempla o desenvolvimento de dosímetros baseados em diodos de Si para a dosimetria de radiação gama para doses desde 1 Gy até 100 Gy. Este intervalo de dose é freqüentemente utilizada em processos de irradiação de cristais, polímeros conjugados e também em vários estudos biológicos conduzidos no Centro de Tecnologia das Radiações (CTR) do IPEN-CNEN/SP. O dosímetro proposto foi construído a partir do diodo cormecial de Si SFH00206 (Siemens), operando em regime fotovoltaico, cujas características elétricas são adequadas para esta aplicação. As correntes geradas no dispositivo pela radiação gama do 60Co dos irradiadores tipo I e II foram registrada por um eletrômetro digital e armazenadas durante todo o tempo de exposição. Em todas as medidas realizadas verificou-se que os sinais de corrente registrados em função do tempo de exposição eram estáveis. Além disso, a fotocorrente do dispositivo mostrou-se linearmente dependente com a taxa de dose desde 6.1x10-2 Gy/min até 1.9x102 Gy/min. As curvas de calibração dos dosímetros, em termos da carga média registrada em função da dose absorvida, foram obtidas pela integração dos sinais de corrente em função do tempo de exposição. Os resultados evidenciaram uma resposta linear do dosímetro, com um coeficiente de correlação melhor que 0,998 para uma dose total absorvida de até 120 Gy. Finalmente, devido aos pequenos erros experimentais, 5% foi possível medir a dose de trânsito devida ao movimento das fontes radioativas de Cobalto-60 nos irradiadores utilizados neste trabalho. / This work envisages the development of dosimeters based on Si diodes for gamma radiation dosimetry from 1 Gy up to 100 Gy. This dose range is frequently utilized in radiation processing of crystal modifications, polymers crosslinking and biological studies carried out in the Radiation Technology Center at IPEN-CNEN/SP. The dosimeter was constructed by a commercial SFH00206 (Siemens) Si diode, operating in a photovoltaic mode, whose electrical characteristics are suitable for this application. The current generated in the device by the Cobalt-60 gamma radiation from the Irradiators types I and II was registered with a digital electrometer and stored during the exposure time. In all measurements, the current signals of the diode registered as a function of the exposure time were very stable. Furthermore, the device photocurrent was linearly dependent on the dose rate within a range of 6.1x10-2 Gy/min up to 1.9x102 Gy/min. The calibration curves of the dosimeters, e.g., the average charge registered as a function of the absorbed dose were obtained by the integration of the current signals as a function of the exposure time. The results showed a linear response of the dosimeter with a correlation coefficient better than 0.998 for total absorbed dose up to 120 Gy. Finally, due to the small experimental errors 5 % it was also possible to measure the transit dose due to the movement of the Cobalto- 60 radioactive sources in irradiation facilities used in this work.

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Made available in DSpace on 2014-06-12T18:06:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7706_1.pdf: 4398603 bytes, checksum: d74b114090b5b810416ae5b75e62aabb (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A dinâmica de um circuito composto por Resistor, Indutor e Diodo conectados em série e alimentados por uma fonte de tensão senoidal pode apresentar uma rica variedade de fenômenos não-lineares, a depender dos parâmetros envolvidos, com bifurcações entre regimes de oscilações periódicas e caóticas. Esta dissertação contém estudo experimental e numérico do circuito Resistor-Indutor-Diodo (RLD), forçado por uma tensão externa harmônica, cuja amplitude, freqüência ou deslocamento do zero (offset) atuam como parâmetros de controle da dinâmica. Numericamente fizemos simulação de alguns modelos propostos para o diodo, elemento responsável pela nãolinearidade do circuito. Experimentalmente verificamos a biestabilidade (histerese) entre diferentes atratores, a tangência característica da intermitência tipo I em bifurcações de janelas periódicas e a multidimensionalidade do atrator. Também foram observados cascata de dobramento de período, escadas (staircases), adiçãde período com auto-replicação, saltos (hopping), crise interior e evidências de um fenômeno antes não visto na literatura, a saber: oscilações na estrutura fina da média com a chegada da bifurcação tangente em janelas periódicas, previstas inicialmente em modelos matemáticos de mapas unidimensionais. Uma breve descrição da instrumentação de controle e aquisição também é apresentada

Orientador: Fernando Rogério de Paula / Resumo: Questões ambientais vêm sendo destaque nos meios de comunicação, motivando a busca por técnicas e materiais que possam amenizar os efeitos nocivos ao meio ambiente causados pelo crescimento populacional. Dentre essas técnicas, os Processos Oxidativos Avançados vêm se desenvolvendo, pois possibilitam a degradação de poluentes por meio da atividade fotocatalítica de alguns materiais semicondutores. O dióxido de titânio é um dos materiais semicondutores que se destacam nessa aplicação devido a suas propriedades físicas e químicas. No presente trabalho, o dióxido de titânio foi sintetizado por uma nova rota sintética envolvendo oxisulfato de titânio, peróxido de hidrogênio e água deionizada. Inicialmente, as amostras foram sintetizadas com diferentes concentrações de peróxido de hidrogênio e tratadas termicamente a 600 °C. A morfologia, estrutura e atividade fotocatalítica dessas amostras foram analisadas. Os resultados mostraram que concentrações a partir de 0,392 mol/L de H2O2 proporcionaram a formação de microtubos e que esta morfologia favorece a atividade fotocatalítica do dióxido de titânio. A temperatura de tratamento térmico foi outro parâmetro estudado, amostras foram sintetizadas com uma concentração fixa de 0,392 mol/L de peróxido de hidrogênio e submetidas a diferentes temperaturas. Os resultados obtidos com difratometria de raios-X mostraram a existência de fases puras anatase e rutilo, assim como fases mistas com diferentes percentuais. Dentre elas, a amostra tratad... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Avec la prise de conscience du changement climatique et le dévelopement des sources d’énergies renouvelables, une demande accrue pour une électronique de puissance plus fiable et plus efficace apparait. L’électronique de puissance basé sur les semi-conducteurs à grand gap (carbure de silicium, nitrure de gallium et diamant) vont apporter une réelle amélioration par rapport aux systèmes actuels basés sur des composants au silicium. Ces améliorations concernent en particulier une réduction des pertes, une plus grande tension de bloquage, une amélioration de l’efficacité et de la fiabilité des composants, mais aussi en réduisant les exigences thermiques.Le diamant, bien connu pour sa valeur en joaillerie, possède des propriétés électriques et thermiques très utiles pour l’électronique de puissance. Différent type de design et architectures de dispositifs ont été fabriqués à l'aide de diamant semi-conducteur avec ses caractéristiques électriques prometteuses et pouvant ainsi être intégré à des systèmes. Un dispositif Metal-Oxyde-Semiconductor-Field-Effect-Transistor (MOSFET) en diamant pseudo-vertical offre une densité de courant élevée ainsi que des valeurs de résistance et de claquage élevées nécessaires dans les systèmes haute tension.L’objectif de cette thése est de fabriquer le premier MOSFET de puissance diamant à effet de champ pseudo-vertical avec des valeurs de claquage allant jusqu’à 6,5 kV (20 mOhm.cm-2, 200 ° C). Ce travail porte sur la maîtrise des différents processus impliqués dans la réalisation du dispositif en commençant par la caractérisation du substrat cristallin de diamant suivi des croissances épitaxiales, la microfabrication et pour finir la caractérisation de dispositifs.Dans cette thèse, les étapes nécessaires à la réalisation du MOSFET de puissance pseudo-vertical sont présentées ainsi que trois étapes critiques dans la réalisation du dispositif, qui sont les problèmes liés au substrat, la propagation de défauts à travers les différents empilements de couches et la fiabilité de l'oxyde de grille sont abordés. Le choix de substrats de qualité sans défauts de polissage et avec une faibles densités de dislocations est nécessaire pour une croissance de qualité des différentes couches épitaxiées. Différents substrats ont été achetés et caractérisés. Le type de substrat le plus approprié pour la croissance d'épitaxie de qualité est déterminé après caractérisation par topographie à rayons X, mesures de cathodoluminescence et mesures électriques. La propagation des défauts est inévitable durant la croissance des quatre couches d’épitaxie successives nécessaires à la fabrication du transistor MOSFET pseudovertical. L’apparition de défauts peut provenir des différentes concentrations d’impuretés et du type de dopage entrainant une modification du réseau cristallin et la création de contrainte à l'interface. La topographie aux rayons X et les rocking curves ont été utilisées pour étudier les couches après croissance. Une solution pour effectuer une amélioration dans la croissance de cet empilement de couche est proposé.La fiabilité de la grille est généralement source de préoccupation dans les composant de type MOS. Le décalage de la tension de seuil pendant le fonctionnement est une conséquence des charges présentes dans l'oxyde et des états d'interface du dispositif. Un dispositif capacité MOS de type p a été utilisé pour étudier ce phénomène de manière expérimentale. L'influence du recuit post-oxydation à haute température s'est avérée bénéfique pour obtenir des paramètres d'oxyde de grille stables. Le décalage de la tension de bande plate a également été exploré par des mesures de stress en tension.Toutes les étapes nécessaires à la fabrication du transistor ont ainsi été mises au point séparément, et la technologie a été validée par la réalisation et la caractérisation électrique de transistors Metal-Semiconducteur FET et diodes Schottky. / Due to the increase in climate change awareness and development of renewable energy sources, there is an increasing demand for more reliable and efficient power electronics at the point generation, transmision and consumption. Power electronic devices based on wide bandgap semiconductor materials (SiC, GaN and Diamond) will result in substantial improvements in the performance of power electronics systems compared to silicon based devices. They will offer higher blocking voltages, improved efficiency and reliability, as well as reduced thermal requirements.Diamond, though mostly known for its gem value has electrical and thermal properties that are highly beneficial for power electronics. Various device types and device architecture such as diodes, MESFETs and MOSFETS have been made using semiconducting diamond with promising electrical characteristics that could see it incorporated into systems. A pseudo vertical diamond MOSFET device offers possible high current density as well low resistance and high breakdown values needed in high voltage power systems.The aim of this work is to fabricate the first pseudovertical diamond power MOSFET with breakdown values of up to 6.5 kV (20 mOhm.cm-2, 200°C. This work focuses on mastering the series of process involved in the device realization from substrate characterization through epilayer growth to the device microfabrication and the characterization.In this thesis, the detailed steps involved in realizing the pseudovertical power MOSFET has be presented and three critical challenges in the device realization namely substrate related issues, defect propagation through stacked epilayers and the gate oxide reliabiliy has been addressed. The choice of quality substrates free of polishing defects and with low dislocation densities is needed for quality epilayer growth. Different substrates has been procured and characterized. The best substrate type for quality epilayer growth determined after characterization by x-ray topography, cathodoluminescence and electrical measurements have been proposed. Defects propagation was observed in the four stacked epilayer growth needed for the pseudovertical MOSFET transistor. The occurence of defects seems to arise from different impurity concentrations and doping type leading to lattice mismatch and strain in the layers. X-ray topography and rocking curve imaging has been employed to study the grown layers. A method for improved stacked layer growth has also been proposed. The reliability of the gate stack is usually a concern for MOS based devices. The shift in the threshold voltage during operation is a consequence of oxide and interface charges in the device. A p-type MOSCAP device was used to study this phenomenon experimentally. The influence of high temperature post oxidation annealing was found to be beneficial for stable gate oxide parameters. The shift in the flatband voltage has also been monitored through bias stress measurements. The maximum effective charge 9.8E-11 cm-2 as a result of flatband shift was obtained. This value is the same order of magnitude as those observed in state of the art and commercially available SiC devices. All the steps necessary for the transistor fabrication has been developped independently , and technology has been validated by the fabrication and electrical characterization of MESFET and Schottky diodes.

Um estudo sistemático de caracterização de filmes de GaAs dopados com Silício e crescidos por Epitaxia de Feixes Moleculares sobre substratos de GaAs orientados na superfície (311)A, foi desenvolvido visando compreender os mecanismos de incorporação do Si no filme. Na superfície (311)A o Si tem comportamento anfótero, ou seja, pode ocupar tanto o sítio do Ga como o do As, o que resulta em filmes com portadores tipo n e p, respectivamente. A característica elétrica do filme depende, basicamente, das seguintes condições de crescimento: i) razão entre os fluxos de Ga e As; e ii) temperatura do substrato. As técnicas de caracterização utilizadas foram fundamentalmente fototoluminescência, IxV e Efeito Hall. A partir dos filmes de GaAs:Si crescidos na superfície (311)A, foram estudadas as características elétricas de junções Metal-Semicondutor(M-SC) obtidas a partir da deposição seqüencial de AuGe/Ni e Au/Zn/Au para os filmes com características n e p respectivamente. A resistividade de contato foi estudada como função da temperatura e tempo de tratamento térmico, a partir de um sistema desenvolvido para RTA(Rapid Thermall Annealing), obtendo-se as condições ideais dos contatos no regime ôhmico. A técnica de Difração de R-X foi utilizada para verificar a evolução da microestrutura formada na interface M-SC, evidenciando a formação da fase AuGa, responsável pela característica ôhmica do contato. O estudo realizado serviu como base para o desenvolvimento de junções p-n baseadas na superfície (311)A e sua aplicação em dispositivos optoeletrônicos.

Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2018

Programa de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-10-20T19:29:36Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_EfeitosOptoeletrônicosCopolímeros.pdf: 3815571 bytes, checksum: b72e568a35fb4cb80d7f52a4e2d603e6 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-11-18T14:48:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_EfeitosOptoeletrônicosCopolímeros.pdf: 3815571 bytes, checksum: b72e568a35fb4cb80d7f52a4e2d603e6 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-18T14:48:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_EfeitosOptoeletrônicosCopolímeros.pdf: 3815571 bytes, checksum: b72e568a35fb4cb80d7f52a4e2d603e6 (MD5) Previous issue date: 2014 / Nesta dissertação de mestrado foram realizadas caracterizações ópticas, elétricas e estruturais de dois copolímeros do fluoreno a partir de cálculos baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) e semi-empíricos. As estruturas eletrônica, molecular, e a relação conformacional com algumas propriedades optoeletrônicas e espectroscópicas dos copolímeros baseados em fluoreno, poli[(9,9-dioctil-2,7-divinilenofluorenileno)-alt-co-(2-metoxi-5-(2-etilexiloxi)-1,4-fenileno)] e poli[(9,9-diexilfluorenil-2,7-diil)-alt-co-(2-metoxi-5-2-etilexiloxi-1,4-fenileno)], renomeados CF108 e CF136 respectivamente, foram analisadas iniciando por estruturas constituídas por uma unidade monomérica, e então expandidas até onze unidades. Tal procedimento foi realizado para investigar como o crescimento das cadeias oligoméricas (e consequente aumento da conjugação) influencia os espectros UV-Vis e as energias dos orbitais de fronteira, onde foram observados deslocamentos batocrômicos dos espectros e um decréscimo linear da diferença energética dos orbitais HOMO-LUMO. As distribuições HOMO e LUMO, energia total, momento de dipolo total foram investigados para cada molécula e fazem parte da caracterização optoeletrônica, onde uma análise detalhada das excitações do espectro de absorção eletrônico calculado teoricamente dos sistemas citados acima foi realizada, e verificou-se as transições envolvidas nos estados excitados característicos. A caracterização estrutural para os dois sistemas consistiu em analisar os efeitos da inclusão do grupo funcional vinil entre o fluoreno do monômero da molécula CF108, bem como o feito da variação dos ângulos diédros nas propriedades optoeletrônicas de ambos os sistemas. Observa-se que o vinil parece contribuir para a estabilidade energética do primeiro sistema supracitado em relação ao segundo. A magnitude do momento de dipolo total dos oligômeros CF136, em geral, é menor em comparação com os correspondentes do outro material. Contudo, as informações concernentes as correlações expostas acima tem papel central para a caracterização e otimização das propriedades de sistemas conjugados, o que pode ser denominado engenharia molecular. ______________________________________________________________________

Um estudo sistemático de caracterização de filmes de GaAs dopados com Silício e crescidos por Epitaxia de Feixes Moleculares sobre substratos de GaAs orientados na superfície (311)A, foi desenvolvido visando compreender os mecanismos de incorporação do Si no filme. Na superfície (311)A o Si tem comportamento anfótero, ou seja, pode ocupar tanto o sítio do Ga como o do As, o que resulta em filmes com portadores tipo n e p, respectivamente. A característica elétrica do filme depende, basicamente, das seguintes condições de crescimento: i) razão entre os fluxos de Ga e As; e ii) temperatura do substrato. As técnicas de caracterização utilizadas foram fundamentalmente fototoluminescência, IxV e Efeito Hall. A partir dos filmes de GaAs:Si crescidos na superfície (311)A, foram estudadas as características elétricas de junções Metal-Semicondutor(M-SC) obtidas a partir da deposição seqüencial de AuGe/Ni e Au/Zn/Au para os filmes com características n e p respectivamente. A resistividade de contato foi estudada como função da temperatura e tempo de tratamento térmico, a partir de um sistema desenvolvido para RTA(Rapid Thermall Annealing), obtendo-se as condições ideais dos contatos no regime ôhmico. A técnica de Difração de R-X foi utilizada para verificar a evolução da microestrutura formada na interface M-SC, evidenciando a formação da fase AuGa, responsável pela característica ôhmica do contato. O estudo realizado serviu como base para o desenvolvimento de junções p-n baseadas na superfície (311)A e sua aplicação em dispositivos optoeletrônicos.