[pt] Neste trabalho apresenta-se um estudo do comportamento dinâmico de laser semicondutor modulado diretamente em intensidade sob fracos e fortes sinais. Através da utilização de dispositivo passivo (filtro supressor) e ativo (FET de dupla porta) de microondas aplaina-se a resposta em freqüência numa faixa em torno de 1,5 GHz. Resultados medidos e modelados são comparados mostrando boa concordância. / [en] This work presents a study of the dynamic behaviour of a semiconductor laser under small and large signal direct intensity modulation. A flat frequency response can be obtained in a bandwidth of around 1,5 GHz by using passive (suppressor filter) and an active (dual-gate FET) microwave device. The measured and modeled results are compared showing good agreement.

Chemical systems containing oxidants are widely used at various stages in semiconductor processing, particularly for wet cleaning and polishing applications. This dissertation presents a series of studies related to oxidative removal of materials in the Front-End-Of-Line (FEOL) and Chemical Mechanical Planarization (CMP) processes during IC fabrication. In the first part of this study, stripping of photoresists exposed to high dose of ions (1E16 As/cm²) was investigated in activated hydrogen peroxide systems. Stripping of photoresists (PR) exposed to high dose (>1E15/cm²) ion beams is one of the most challenging steps in FEOL processing. This is due to unreactive crust layer that forms on the resist surface during ion implantation. The use of hydrogen peroxide systems activated by metal ion or UV light, for disrupting crust formed on deep UV resist to enable complete removal of crust as well as underlying photoresist was investigated. A systematic evaluation of variables such as hydrogen peroxide and metal ion concentration, UV intensity, temperature and time was conducted and an optimal formulation capable of attacking the crust was developed. A two step process involving pretreatment with activated hydrogen peroxide solution, followed by treatment with sulfuric acid-hydrogen peroxide mixture (SPM) was developed for complete removal of crusted resist films. In the second part of this study, electrochemically enhanced abrasive removal of Ta/TaN films was investigated in solutions containing 2,5 dihydroxy benzene sulfonic acid (DBSA) and potassium iodate (KIO₃). This method known as Electrically-assisted Chemical Mechanical Planarization (ECMP) is generating a lot of interest in IC manufacturing. Ta/TaN films were abraded at low pressures (<0.5 psi) on a polyurethane pad under galvanostatic conditions. The effect of variables including pH, KIO3 concentration, and current density has been explored. In the optimized formulation, tantalum and tantalum nitride removal rates of ~170 A⁰/min and ~200 A⁰/min, respectively have been obtained at a current density of 1 mA/cm². The use of benzotriazole as a copper inhibitor was required to obtain Ta to Cu selectivity of 0.8:1. Additionally, the nature of the oxide film formed on tantalum during the electrochemical abrasion process was characterized.

Esta dissertação estuda as constantes de troca para vizinhos distantes no semicondutor magnético diluído Cd(1-x)Mn(x)Se, que tem a estrutura da wurtzita. O método dos degraus de magnetização foi empregado, a partir de medidas de magnetização a 20 mK e campos magnéticos de até 5 Tesla. Mediram-se pela primeira vez os valores de quatro constantes de troca antiferromagnéticas para vizinhos distantes (além das duas constantes conhecidas para primeiros vizinhos). Os valores obtidos são: J(3) /kB =-0.35 ± 0.01K, J(4) /kB =-0.20 ± 0.01K, J(5) /kB =-0.10 ± 0.01K e J(6) /kB = -0.08 ± 0.01K.. Para a identificação dos pares correspondentes às interações de troca medidas utilizou-se a estatística de clusters supondo uma distribuição aleatória dos íons de Mn. Simulações teóricas que consideram até clusters de tipo quarteto na estrutura hcp dos cátions foram implementadas. Uma identificação completa não foi possível por causa de coincidências entre populações de pares diferentes que ocorrem na estrutura deste material. Os resultados apresentam uma grande similaridade com os observados nos compostos cúbicos da mesma família

Os compostos semicondutores com alto número atômico e energia de banda proibida larga vêm sendo pesquisados como detectores de radiação X e gama, com alta resolução energética, operando à temperatura ambiente. O denominador comum dos materiais semicondutores, que operam à temperatura ambiente, é a dificuldade em crescer cristais com pureza química elevada e boa estequiometria. O desenvolvimento deste tipo de detectores semicondutores de radiação é ainda um desafio tecnológico e tem deparado com muitos fatores limitantes, tais como: material de partida com qualidade compatível para o uso no crescimento de cristal, baixa estabilidade do detector ao longo do tempo, oxidação superficial e outras dificuldades relatadas na literatura, que limitam o seu uso. Neste trabalho, estabeleceu-se a metodologia de transporte físico de vapor (PVT) para a purificação e crescimento do cristal semicondutor de Iodeto de Mercúrio (HgI2). Cristais de HgI2 com orientação cristalina, estequiometria e morfologia da superfície adequadas foram obtidos por essa técnica. Uma redução nítida de impurezas após a purificação pode ser observada e o nível de impureza presente nos cristais não interferiu nas suas estruturas cristalinas. Uma boa morfologia com uniformidade nas camadas da superfície foi encontrada nos cristais, indicando uma boa orientação na estrutura cristalina. Um estudo inédito foi realizado no Laboratório da University of Freiburg, sob a coordenação do Prof. Michael Fiederle, com o intuito de aumentar a estabilidade do detector de HgI2 ao longo do tempo. A aplicação de diferentes tipos de resina polimérica para encapsulamento dos detectores HgI2 foi realizada e estudada, no intuito de proteger o cristal de HgI2 das reações com os gases atmosféricos e isolar eletricamente a superfície dos cristais. Quatro resinas poliméricas foram analisadas, cujas composições são: Resina n 1: 50% - 100% de heptano, 10% - 25% metilcicloexano, <1% de ciclo-hexano; Resina n2: 25% - 50% de etanol, 25% - 50% de acetona, <2,5% de acetato de etilo; Resina n3: 50% - 100% de acetato de metilo, 5% - 10% de n-butilo e Resina 4: 50% - 100% de etil-2- cianoacrilato. A influência dos tipos de resina polimérica utilizada na espectroscopia de desempenho do detector semicondutor HgI2 é, claramente, demonstrada. O melhor resultado foi encontrado para o detector encapsulado com resina n3. Um aumento de até 26 vezes no tempo de estabilidade, como detector de radiação, foi observado para os detectores encapsulados com resina em comparação com o detector não encapsulado, exposto à atmosfera. / The semiconductor compounds with high atomic number and wide band gap energy have been investigated as X and gamma range radiation detectors, with high energy resolution, operating at room temperature. The common denominator of semiconductor materials, which operate at room temperature, is the difficulty to grow crystals with high chemical purity and good stoichiometry. The development of this type of radiation semiconductor detectors is still a technological challenge and it has faced many limiting factors, such as: starting material quality compatible for use in crystal growth, low stability of the detector over the time, surface oxidation and other difficulties reported in the literature, which limit their use. In this work, the Physical vapor transport (PVT) methodology for purification and growth of the Iodide Mercury (HgI2) semiconductor crystals was established. HgI2 crystals with crystalline orientation and suitable surface stoichiometry and morphology were obtained by this technique. A significant reduction of impurities after purification could be observed and the impurity levels present in crystals did not interfere in their crystal structures. A good morphology with uniformity in the surface layers of the crystals was found, indicating a good orientation in the crystal structure. A novel study was conducted at the Laboratory of the University of Freiburg, under the guidance of Prof. Michael Fiederle, in order to increase the stability of the HgI2 detector over the time. The application of different types of polymer resins for encapsulation of HgI2 detectors was carried out and studied, in order to protect the HgI2 crystal of reactions with the atmospheric gases and to isolate, electrically, the surface of these crystals. Four types of polymeric resins were evaluated, and each composition is : (a) Resin n1: 50% - 100% heptane 10% - 25% methyl cyclohexane, <1% cyclohexane; (b) Resin n2: 25% - 50% ethanol, 25% - 50% acetone <2.5% ethyl acetate; (c) Resin n3: 50% - 100% methyl acetate, 5% - 10% n-butyl and (d) Resin n 4: 50% - 100% ethyl-2- cyanoacrylate. The influence of the different types of polymer resins composition, used in the HgI2 detector encapsulation, is clearly demonstrated by the results of the gamma ray spectroscopy. The best results were found for the detector encapsulated with resin n3. An increase of up to 26 times in the stability period was observed for the detectors encapsulated with resin, compared to those which were not encapsulated and, therefore, had been exposed to the atmosphere.

Neste trabalho descreve-se o estudo do estabelecimento de uma técnica para o crescimento e preparo de cristais de HgI2, com o intuito de utilizá-los como detectores semicondutores de radiação que operam a temperatura ambiente. Três métodos de crescimento de cristais foram estudados no desenvolvimento deste trabalho: (1) Transporte Físico de Vapor (Physical Vapor Transport PVT), (2) Solução Saturada de HgI2 empregando dois solventes distintos; Dimetil Sulfóxido (DMSO) (a) e acetona (b) e (3) método de Bridgman. A fim de avaliar os cristais de HgI2 desenvolvidos pelos três métodos, medidas sistemáticas foram realizadas para determinar a estrutura, o plano de orientação, a estequiometria, a morfologia da superfície e as impurezas do cristal. A influência destas propriedades físico-químicas sobre os cristais desenvolvidos foi avaliada em termos de desempenho como detector de radiação. Os difratogramas indicaram que os cristais estão orientados preferencialmente planos (001) e (101) com estrutura tetragonal para todos os cristais desenvolvidos. No entanto, a morfologia com menor nível de deformação foi observada para o cristal obtido pela técnica de PVT. Uma uniformidade na camada de superfície do cristal de PVT foi observada, enquanto na superfície do cristal de DMSO podem ser nitidamente encontradas incrustações de elementos distintos ao cristal. A melhor resposta de radiação foi encontrada para os cristais crescidos pela PVT. Significativa melhora no desempenho do detector de radiação de HgI2 foi encontrada, purificando o cristal por meio de dois crescimentos sucessivos, pela técnica de PVT. / In this work, the establishment of a technique for HgI growth and preparation of crystals, for use as room temperature radiation semiconductor detectors is described. Three methods of crystal growth were studied while developing this work: (1) Physical Vapor Transport (PVT); (2) Saturated Solution of HgI2, using two different solvents; (a) dimethyl sulfoxide (DMSO) and (b) acetone, and (3) the Bridgman method. In order to evaluate the obtained crystals by the three methods, systematic measurements were carried out for determining the stoichiometry, structure, orientation, surface morphology and impurity of the crystal. The influence of these physical chemical properties on the crystals development was studied, evaluating their performance as radiation detectors. The X-ray diffractograms indicated that the crystals were, preferentially, oriented in the (001) e (101) directions with tetragonal structure for all crystals. Nevertheless, morphology with a smaller deformation level was observed for the crystal obtained by the PVT technique, comparing to other methods. Uniformity on the surface layer of the PVT crystal was detected, while clear incrustations of elements distinct from the crystal could be viewed on the DMSO crystal surface. The best results as to radiation response were found for the crystal grown by physical vapor transport. Significant improvement in the HgIz2 radiation detector performance was achieved for purer crystals, growing the crystal twice by PVT technique.

Neste trabalho, os cristais de TlBr foram crescidos pelo método de Bridgman, a partir de materiais purificados pela técnica de fusão zonal. A eficiência da purificação e avaliação da superfície cristalina em relação ao desempenho como detectores de radiação foi observada. Bons resultados foram obtidos com os aprimoramentos realizados nos processos de purificação, crescimento de cristais e na fabricação dos detectores. A resposta à radiação foi verificada excitando os detectores com fontes de raios gama: 241Am (59 keV), 133Ba (80 e 355 keV), 57Co (122 keV), 22Na (511 keV) e 137Cs (662 keV) à temperatura ambiente. Os valores de resolução em energia mais satisfatórios encontrados nesse trabalho foram a partir de detectores mais puros. Os melhores valores de resolução em energia obtidos foram de 10keV (16%), 12keV (15%), 12keV (10%), 28 keV (8%), 31keV (6%) e 36keV (5%) para as energias de 59, 80, 122, 355, 511 e 662 keV, respectivamente. Também foi realizado um estudo da resposta à detecção a uma temperatura de -20ºC e da estabilidade desses detectores. Nos detectores desenvolvidos não houve diferença significativa na resolução tanto em temperatura ambiente quanto na reduzida. Em relação à estabilidade foi observada uma degradação das características espectrométricas sob operação contínua do detector a temperatura ambiente e esta instabilidade variou para cada detector. Ambas características também foram observadas por outros autores. A viabilidade de utilização do cristal de TlBr como fotodetector para acoplamento em cintiladores também foi estudada neste trabalho. TlBr é um material promissor para ser utilizado como fotodetector devido a sua adequada eficiência quântica na região de 350 a aproximadamente 500 nm. Como uma aplicação para este trabalho foram iniciados estudos para fabricação de sondas cirúrgicas utilizando cristais de TlBr como o meio detector. / In this work, TlBr crystals were grown by the Bridgman method from zone melted materials. The influence of the purification efficiency and the crystalline surface quality on the crystal were studied, evaluating its performance as a radiation detector. Due to significant improvement in the purification and crystals growth, good results have been obtained for the developed detectors. The spectrometric performance of the TlBr detector was evaluated by 241Am (59 keV), 133Ba (80 e 355 keV), 57Co (122 keV), 22Na (511 keV) and 137Cs (662 keV) at room temperature. The best energy resolution results were obtained from purer detectors. Energy resolutions of 10keV (16%), 12keV (15%), 12keV (10%), 28keV (8%), 31keV (6%) and 36keV (5%) to 59, 80, 122, 355, 511 and 662 keV energies, respectively, were obtained. A study on the detection response at -20ºC was also carried out, as well as the detector stability in function of the time. No significant difference was observed in the energy resolution between measurements at both temperatures. It was observed that the detector instability causes degradation of the spectroscopic characteristics during measurements at room temperature and the instability varies for each detector. This behavior was also verified by other authors. The viability to use the developed TlBr crystal as a photodetector coupled to scintillators crystals was also studied in this work. Due to its quantum efficiency in the region from 350 to 500 nm, TlBr shows to be a promising material to be used as a photodetector. As a possible application of this work, the development of a surgical probe has been initiated using the developed TlBr crystal as the radiation detector of the probe.

Orientador: Alexys Bruno Alfonso / Banca: Andrea Brito Latge / Banca: Jeverson Teodoro Arantes Junior / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: São calculadas as estruturas eletrônicas de arranjos atômicos periódicos unidimensionais, bidimensionais e tridimensionais, através do método de combinação linear de orbitais atômicos (método tight binding). Esses orbitais correspondem aos átomos isolados das espécies químicas que compõem o arranjo atômico sob investigação. Combinações lineares deles, com coeficientes apropriados, aproximam a forma das funções de onda eletrônicas do arranjo atômico. Nos casos em que a sobreposição dos orbitais é desprezada, a contribuição de cada orbital atômico para função de Bloch é mostrada nas representações gráficas das estruturas de bandas calculadas. Após uma brve apresentação do método tight binding, são calculadas as estruturas de bandas de cadeias lineares de átomos de Carbono que têm um ou dois átomos por célula unitária. Essas cadeias são chamadas de cumuleno e poliino, respectivamente. Dentre os arranjos atômicos bidimensionais de interesse, é calculada a estrutura de bandas do grafeno. Essas energias são comparadas com resultados disponíveis na literatura. Para este material é realizada uma breve discussão sobre as bandas 'pi' provenientes de orbitais 'p IND. z' e sobre como a sobreposição dos orbitais atômicos afeta a forma das bandas. O método também é aplicado na modelagem de cristais tridimensionais. São calculadas as estruturas de bandas doo diamante, Germânio (com estrutura de diamente), Arseneto de Gálio (com estrutura zincblend) e Nitreto de Gálio (com estrutura de wurtzita). Os resultados obtidos são comparados com aqueles reportados por outros autores que usaram métodos ab initio / Abstract: The eletronic structures of periodic arrangements of atoms in one, two and three dimensions are calculated by a linear combinations of atomic orbitals (tight binding method). Those orbitals correspond to the isolated atoms of the chemical species composing the atomic arrangement under investigation. Suitable linear combinations of such states approximate the shape of the eletronic wave functions of the atomic arrangement. When the overlapping of the atomic orbitals is disregarded, the contribution of each orbital to the Bloch state is displayed in the graphs of the band structures. After a brief description of the tight binding method, the band structures of linear chains of Carbon atoms are calculated. The cases of one and two atoms per unit cell are considered. They correspond to cumulene and polyyne, respectively. Among the two-dimensional atomic arrangements of interest, we focus the calculation of the band structure of graphene. The calculated bands are compared with available results. Some attention is devoted to the 'pi' bands associated to the 'p IND. z' orbitals is presented. The effects of the overlapping of the atomic orbitals are discussed. The method is also applied to model three-dimensional crystels. The band structures of diamong, germanium (with diamond structure), Gallium Arsenide (with zincblende structure) and Gallium Nitride (with wurtzite structure) are obtained. The results are compared with those reported by other authors who applied ab initio methods / Mestre

Os compostos semicondutores com alto número atômico e energia de banda proibida larga vêm sendo pesquisados como detectores de radiação X e gama, com alta resolução energética, operando à temperatura ambiente. O denominador comum dos materiais semicondutores, que operam à temperatura ambiente, é a dificuldade em crescer cristais com pureza química elevada e boa estequiometria. O desenvolvimento deste tipo de detectores semicondutores de radiação é ainda um desafio tecnológico e tem deparado com muitos fatores limitantes, tais como: material de partida com qualidade compatível para o uso no crescimento de cristal, baixa estabilidade do detector ao longo do tempo, oxidação superficial e outras dificuldades relatadas na literatura, que limitam o seu uso. Neste trabalho, estabeleceu-se a metodologia de transporte físico de vapor (PVT) para a purificação e crescimento do cristal semicondutor de Iodeto de Mercúrio (HgI2). Cristais de HgI2 com orientação cristalina, estequiometria e morfologia da superfície adequadas foram obtidos por essa técnica. Uma redução nítida de impurezas após a purificação pode ser observada e o nível de impureza presente nos cristais não interferiu nas suas estruturas cristalinas. Uma boa morfologia com uniformidade nas camadas da superfície foi encontrada nos cristais, indicando uma boa orientação na estrutura cristalina. Um estudo inédito foi realizado no Laboratório da University of Freiburg, sob a coordenação do Prof. Michael Fiederle, com o intuito de aumentar a estabilidade do detector de HgI2 ao longo do tempo. A aplicação de diferentes tipos de resina polimérica para encapsulamento dos detectores HgI2 foi realizada e estudada, no intuito de proteger o cristal de HgI2 das reações com os gases atmosféricos e isolar eletricamente a superfície dos cristais. Quatro resinas poliméricas foram analisadas, cujas composições são: Resina n 1: 50% - 100% de heptano, 10% - 25% metilcicloexano, <1% de ciclo-hexano; Resina n2: 25% - 50% de etanol, 25% - 50% de acetona, <2,5% de acetato de etilo; Resina n3: 50% - 100% de acetato de metilo, 5% - 10% de n-butilo e Resina 4: 50% - 100% de etil-2- cianoacrilato. A influência dos tipos de resina polimérica utilizada na espectroscopia de desempenho do detector semicondutor HgI2 é, claramente, demonstrada. O melhor resultado foi encontrado para o detector encapsulado com resina n3. Um aumento de até 26 vezes no tempo de estabilidade, como detector de radiação, foi observado para os detectores encapsulados com resina em comparação com o detector não encapsulado, exposto à atmosfera. / The semiconductor compounds with high atomic number and wide band gap energy have been investigated as X and gamma range radiation detectors, with high energy resolution, operating at room temperature. The common denominator of semiconductor materials, which operate at room temperature, is the difficulty to grow crystals with high chemical purity and good stoichiometry. The development of this type of radiation semiconductor detectors is still a technological challenge and it has faced many limiting factors, such as: starting material quality compatible for use in crystal growth, low stability of the detector over the time, surface oxidation and other difficulties reported in the literature, which limit their use. In this work, the Physical vapor transport (PVT) methodology for purification and growth of the Iodide Mercury (HgI2) semiconductor crystals was established. HgI2 crystals with crystalline orientation and suitable surface stoichiometry and morphology were obtained by this technique. A significant reduction of impurities after purification could be observed and the impurity levels present in crystals did not interfere in their crystal structures. A good morphology with uniformity in the surface layers of the crystals was found, indicating a good orientation in the crystal structure. A novel study was conducted at the Laboratory of the University of Freiburg, under the guidance of Prof. Michael Fiederle, in order to increase the stability of the HgI2 detector over the time. The application of different types of polymer resins for encapsulation of HgI2 detectors was carried out and studied, in order to protect the HgI2 crystal of reactions with the atmospheric gases and to isolate, electrically, the surface of these crystals. Four types of polymeric resins were evaluated, and each composition is : (a) Resin n1: 50% - 100% heptane 10% - 25% methyl cyclohexane, <1% cyclohexane; (b) Resin n2: 25% - 50% ethanol, 25% - 50% acetone <2.5% ethyl acetate; (c) Resin n3: 50% - 100% methyl acetate, 5% - 10% n-butyl and (d) Resin n 4: 50% - 100% ethyl-2- cyanoacrylate. The influence of the different types of polymer resins composition, used in the HgI2 detector encapsulation, is clearly demonstrated by the results of the gamma ray spectroscopy. The best results were found for the detector encapsulated with resin n3. An increase of up to 26 times in the stability period was observed for the detectors encapsulated with resin, compared to those which were not encapsulated and, therefore, had been exposed to the atmosphere.

Introdução: A Radioterapia é frequentemente utilizada no tratamento do câncer, seja como uma modalidade simples ou em combinação com outras modalidades, tais como a cirurgia e a quimioterapia. Com o objetivo de eliminar células não desejadas no organismo humano, utiliza-se de radiações ionizantes para provocar a destruição de células tumorais pela absorção da energia da radiação incidente. A principal dificuldade encontrada em radioterapia é que as células tumorais não são tratadas isoladamente, isto é, o dano da radiação não é restrito somente às células tumorais, mas afeta também as células normais. Assim sendo, é essencial que a dose de radiação liberada nos tecidos normais seja tão baixa quanto possível para minimizar o risco de efeitos colaterais provocados pelos tratamentos radioterápicos. Objetivos: O objetivo deste trabalho é a caracterização de dosímetros semicondutores e dosímetros termoluminescentes e suas aplicações em técnicas não convencionais de Radioterapia. A partir da caracterização será possível a implementação dos dosímetros como sistema de dosimetria in vivo em teleterapia com feixe de fótons, visando atender as necessidades prementes do Serviço de Radioterapia do HCFMRP em implantar a técnica de irradiação de corpo inteiro e em realizar o controle de dose administrada ao paciente. Metodologia e Resultados: Diodos semicondutores foram caracterizados de acordo com o fator campo, angulação, taxa de dose, temperatura e fator bandeja, para obtenção dos fatores de correção. Verificou-se que a variação da resposta dos diodos com a temperatura, angulação e taxa de dose não foi significativa. Fatores campo foram calculados e registrados para campos de 3x3 cm 2 a 40x40cm 2 , onde se observou aumento na leitura do diodo com o aumento no campo. A resposta com a taxa de dose apr esentou pouca variação (de 100cGy/min para 300cGy/min a variação foi menor que 1,2%). O fator bandeja encontrado foi de 0,95±0,01 demonstrando que a presença da bandeja provoca diminuição na resposta do detector. Após a caracterização, os diodos foram calibrados em setup TBI para determinação dos fatores de calibração para cada espessura simulada do paciente (DLL). A dosimetria in vivo foi realizada em 3 pacientes submetidos ao tratamento de TBI do HCFMRP. A diferença percentual máxima entre as medidas com diodo e o valor nominal de dose foi de 3,6%, o que está de acordo com o recomendado pelo ICRU (+/- 5%). Os resultados demonstram a viabilidade e confiabilidade da técnica de dosimetria com diodos semicondutores para Controle de Qualidade de dose em tratamento de TBI. Ainda, dosímetros termoluminescentes foram caracterizados quanto à homogeneidade do grupo e a linearidade. Os fatores de calibração individuais foram encontrados e os dosímetros foram aplicados em simulações em setup TBI. Os cálculos de dose das simulações realizadas com os termoluminescentes inseridos nos orifícios de um OSA demonstraram concordância com os valores nominais de dose. Para as regiões do tórax superior e inferior, onde os TLD receberam doses mais elevadas (>150cGy), recomendou-se a utilização de compensadores de dose, para a prática clínica.Uma câmara de ionização foi utilizada como dosímetro de referência em todas as etapas de calibração e caracterização dos diodos e termoluminescentes. Conclusões: Este estudo mostrou que, para tratamentos de irradiação de corpo inteiro, quando o paciente estiver sendo preparado para um transplante de medula óssea, e o planejamento necessitar de uma grande eficácia na distribuição de dose, a metodologia com aplicações de dosímetros semicondutores apresenta-se como uma alternativa viável, precisa e de grande importância para o controle dosimétrico. Assim, ficou evidenciada a importância da utilização do diodo para o Controle de Qualidade, na avaliação da dos e a ser ministrada ao paciente, pelo menos em toda primeira fração de tratamento de TBI. Além disso, ficou demonstrada a aplicabilidade dos dosímetros termoluminescentes para controle dosimétrico, demonstrando o valor da dosimetria termoluminescente como um sistema de verificação de dose e sua eficácia como parte de um programa de garantia de qualidade em Radioterapia. A caracterização dos termoluminescentes evidenciou a possibilidade de aplicação da técnica TL em dosimetria in vivo. / Introduction: Radiation therapy is often used in cancer treatment, either as a single modality or in combination with other modalities, such as surgery and chemotherapy. Aiming to eliminate unwanted cells in the human body, radiation therapy uses ionizing radiation to cause destruction of tumor cells by absorbing the energy of the incident radiation. The main difficulty in radiation therapy is that tumor cells are not separately treated. The radiation damage is not restricted solely to tumor cells, but also affects normal cells. Therefore, it is essential that the radiation dose released in normal tissues is as low as possible to minimize the risk of side effects caused by radiotherapy treatments. Objectives: The objective of this work is the characterization of semiconductor dosimeters and thermoluminescent dosimeters and their applications in non -conventional radiotherapy techniques. After characterization it will be possible to implement the dosimeters as a system of in vivo dosimetry in radiotherapy with photon beam, to meet the pressing needs of the Radiotherapy Service of HCFMRP in deploying the technique of total body irradiation and make the control of dose administered to the patient . Methodology and Results: Semiconductor diodes were characterized according to the field factor, angle, dose rate, temperature and tray factor to obtain the correction factors. It was found that the variation of the response of the diodes with temperature, angle and dose rate was not significant. Field factors were calculated and recorded for fields from 3x3 cm 2 to 40x40cm 2 , wher e there was an increase in the reading of the diode with increasing field. The response with dose rate showed small variation (from 100cGy/min to 300cGy/min the variation was less than 1.2%). The tray factor was 0.95 ± 0.01 demonstrating that the tray decreases detector response. After characterization, the diodes were calibrated in TBI setup for determining the calibration factors for each simulated patient thickness (latero-lateral distance). The in vivo dosimetry was performed in 3 patients undergoing TBI treatment in HCFMRP. The maximum percentage difference between the measurements and the diode nominal dose was 3.6%, which is consistent with that recommended by ICRU (+ / - 5%). The results demonstrate the feasibility and reliability of the dosimetry technique with semiconductor diodes for dose quality control in TBI treatments. Still, dosimeters were characterized by group homogeneity and linearity. The calibration factors were found and individual dosimeters were applied in simulations with TBI setup. The dose calculation of simulations performed with the thermoluminescent inserted in holes of the phantom showed agreement with the nominal dose. For regions of the upper and lower thorax where TLD received higher doses (> 150cGy) it was recommended the use of compensating dose in clinic. An ionization chamber dosimeter was used as reference in all stages of calibration and characterization of diodes and thermoluminescents. Conclusions: This study showed that, for total body irradiation treatments, when the patient is being prepared for a bone marrow transplant, and planning requires a great effect on the dose distribution, the methodology with semiconductor dosimeters presented a viable alternative, and has great importance for the dosimetric control. The study proved the importance of diode semiconductors for quality control, for evaluation of the dose to be administered to the patient, at least throughout the first fraction of TBI treating. Furthermore, it was demonstrated the applicability of TLD for control quality, demonstrating the value of thermoluminescent dosimetry as a dose verification system and its effectiveness as part of a program of quality assurance in radiotherapy. The characterization of thermoluminescent showed the possibility of applying the TL technique in in vivo dosimetry.

Neste trabalho, os cristais de TlBr foram crescidos pelo método de Bridgman, a partir de materiais purificados pela técnica de fusão zonal. A eficiência da purificação e avaliação da superfície cristalina em relação ao desempenho como detectores de radiação foi observada. Bons resultados foram obtidos com os aprimoramentos realizados nos processos de purificação, crescimento de cristais e na fabricação dos detectores. A resposta à radiação foi verificada excitando os detectores com fontes de raios gama: 241Am (59 keV), 133Ba (80 e 355 keV), 57Co (122 keV), 22Na (511 keV) e 137Cs (662 keV) à temperatura ambiente. Os valores de resolução em energia mais satisfatórios encontrados nesse trabalho foram a partir de detectores mais puros. Os melhores valores de resolução em energia obtidos foram de 10keV (16%), 12keV (15%), 12keV (10%), 28 keV (8%), 31keV (6%) e 36keV (5%) para as energias de 59, 80, 122, 355, 511 e 662 keV, respectivamente. Também foi realizado um estudo da resposta à detecção a uma temperatura de -20ºC e da estabilidade desses detectores. Nos detectores desenvolvidos não houve diferença significativa na resolução tanto em temperatura ambiente quanto na reduzida. Em relação à estabilidade foi observada uma degradação das características espectrométricas sob operação contínua do detector a temperatura ambiente e esta instabilidade variou para cada detector. Ambas características também foram observadas por outros autores. A viabilidade de utilização do cristal de TlBr como fotodetector para acoplamento em cintiladores também foi estudada neste trabalho. TlBr é um material promissor para ser utilizado como fotodetector devido a sua adequada eficiência quântica na região de 350 a aproximadamente 500 nm. Como uma aplicação para este trabalho foram iniciados estudos para fabricação de sondas cirúrgicas utilizando cristais de TlBr como o meio detector. / In this work, TlBr crystals were grown by the Bridgman method from zone melted materials. The influence of the purification efficiency and the crystalline surface quality on the crystal were studied, evaluating its performance as a radiation detector. Due to significant improvement in the purification and crystals growth, good results have been obtained for the developed detectors. The spectrometric performance of the TlBr detector was evaluated by 241Am (59 keV), 133Ba (80 e 355 keV), 57Co (122 keV), 22Na (511 keV) and 137Cs (662 keV) at room temperature. The best energy resolution results were obtained from purer detectors. Energy resolutions of 10keV (16%), 12keV (15%), 12keV (10%), 28keV (8%), 31keV (6%) and 36keV (5%) to 59, 80, 122, 355, 511 and 662 keV energies, respectively, were obtained. A study on the detection response at -20ºC was also carried out, as well as the detector stability in function of the time. No significant difference was observed in the energy resolution between measurements at both temperatures. It was observed that the detector instability causes degradation of the spectroscopic characteristics during measurements at room temperature and the instability varies for each detector. This behavior was also verified by other authors. The viability to use the developed TlBr crystal as a photodetector coupled to scintillators crystals was also studied in this work. Due to its quantum efficiency in the region from 350 to 500 nm, TlBr shows to be a promising material to be used as a photodetector. As a possible application of this work, the development of a surgical probe has been initiated using the developed TlBr crystal as the radiation detector of the probe.