Orientador: Ivan Chambouleyron / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-21T00:28:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CampomanesSantana_RicardoRobinson_M.pdf: 1736211 bytes, checksum: 00482dde696b6c518c3012a131bd0bba (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Neste trabalho apresentamos resultados nas propriedades ópticas e elétricas de filmes de germânio amorfo hidrogenado (a-Ge:H), dopados com nitrogênio. Usamos a amônia como gás dopante nos filmes de a-Ge:H. Os filmes foram preparados pela técnica rf-sputtering numa atmosfera de Ar+H2+NH3, como alvo foi utilizado c-Ge. O único parâmetro que foi variado nas deposições foi a pressão parcial de amônia, P(NH3), na faixa de 2.7x1O-6 a 1.4x1O-4 mbar. Conforme se incrementa a P(NH3) nas deposições, a condutividade no escuro à temperatura ambiente (sRT) apresenta uma mudança de 3 ordens de grandeza. A energia de ativação (Ea) decresce de 0.45 eV a 0.15 eV. Estas variações de sRT e Ea são conseqüência da incorporação de nitrogênio ligado na forma tetraédrica nos filmes (dopagem ativa). Das medidas de PDS (Photothermal Deflection Spectroscopy), discutimos o incremento da desordem topológica dos filmes depositados com P(NH3). Adicionalmente, nas medidas de espectroscopia de transmissão óptica na faixa de NIR-VIS, não observamos variação apreciável no gap de Tauc e E04 (energia do fóton correspondente a um coeficiente de absorção de 10-4 cm-1) na série de filmes. Nos espectros de transmissão no infravermelho não se observou a presença de modos de vibração associados a ligações com o nitrogênio, isto é, Ge-N e N-H; a concentração de hidrogênio ligado ao Ge , em torno de 6%, foi determinado através da banda de vibração Ge-H wagging. Finalmente, são comparados os nossos resultados da dopagem de a-Ge:H com NH3 com os resultados obtidos usando nitrogênio (N2) como gás dopante / Abstract: In this work we present results on the electrical and optical properties of nitrogen-doped hydrogenated amorphous germanium films (a-Ge:H). We used ammonia, NH3, as the doping gas for the films of a-Ge:H. The a-Ge:H samples were prepared by rf-sputtering a c-Ge target in na Ar+H2+NH3 atmosphere. The NH3 partial pressure ranged from 2.7x10-6 to 1.4x10-4 mbar. It was the on1y deposition parameter varied between different deposition runs. As the NH3 partial pressure in the chamber increases, the room-temperature dark conductivity (sRT) changes up-to 3 orders of magnitude. The activation energy of the dark conductivity decreases from 0.45 to 0.15 eV. These variations are the consequence of the incorporation of tetrahedrally bonded nitrogen atoms into the films (active doping). We discuss the increase of topological disorder in the films produced by increasing NH3 partial pressures, determined from PDS (Photothermal Deflection Spectroscopy) Moreover, spectroscopy measurements on the samples in the NIR-VIS region, show neither changes in the optical Tauc's gap nor in the E04 energy (photon energy corresponding to an absorption coefficient a = 104 cm-1). The content of hydrogen atoms bonded to Ge, around 6 % in alI the films, was determined from the integrated absorption of the Ge-H wagging vibration mode in the mid-infrared energy region. In these measurements absorption bands associated to the vibration modes H-N and Ge-N were not observed. Finally, the results of active doping of the a-Ge:H network using ammonia are compared to those obtained using nitrogen as a doping gas / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Fernando Alvarez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-21T03:05:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rovira_PabloIvan_M.pdf: 3589137 bytes, checksum: b5185561fed6e42d0706a10f83d5df38 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: No presente trabalho estudamos principalmente a tendência de formação de ligações homonucleares ou heteronucleares (ordem química), em ligas de a-Si1-xCx:H depositadas por RF co-sputtering em função da quantidade de carbono e a sua correlação com as propriedades óticas, tais como a energia do gap e a desordem estrutural. Para um conteúdo atômico de carbono de aproximadamente 20 %, observamos uma mudança na ligação preferencial de homonuclear para heteronuclear , tendo como conseqüência uma mudança repentina nas ,propriedades óticas. Acreditamos que esta mudança está relacionada às energias de ligação e à entropia do sistema. Os diferentes tipos de ligação foram estudados por espectroscopia de transmissão na região do infravermelho. As propriedades óticas foram estudadas através de espectroscopia de transmissão na região do visível e a desordem estrutural através de Photothermal Deflection Spectroscopy (PDS). O conteúdo de carbono foi estimado através de medidas de Rutherford Backscattering Spectroscopy (RBS) . Continuando o estudo das conseqüências das ligações p numa rede amorfa, pesquisamos o efeito do bombardeamento iónico durante a deposição de a-C:H por Glow Discharge. Observamos que o bombardeamento iónico estimula a formação de ligações p e consequentemente muda as propriedades óticas tais como energia do gap e fotoluminescência. Apresentamos nesta tese alguma informação sobre a influência dos parâmetros de deposição por RF sputtering sobre a-Si:H e a-Ge:H. Os parâmetros de deposição foram correlacionados com as diferentes ligações moleculares e as propriedades óticas, utilizando espectroscopias de infravermelho e visível, e PDS. Por último, sugerimos um método para estimar a variação da densidade de defeitos em ligas de a-Si1-xCx:H através de medidas de PDS / Abstract: In this present work, we mainly study the tendency of formation of homonuclear and heteronuclear bonds (chemical order) in a-Si1-xCx:H deposited by RF co-sputtering, and its correlation with optical properties, such as gap energy and structural disorder. The reason on using this deposition technique is that it permits the control of the hydrogen content while changing the carbon concentration, avoiding another parameter that could change the chemical order or disorder preferences. At 20 at. % of carbon content, we see a change in the preference bonding from homonuclear to heteronuclear, leading to a strong influence in optical properties. This change is correlated to bond energies and the system entropy. The different types of bonds were studied by IR spectroscopy. The optical properties were studied by UV -VIS spectroscopy, and the structural topology was studied by Photothermal Deflection Spectroscopy (PDS). The carbon content was estimated from Rutherford Backscattering Spectroscopy (RBS). Following the study of the influence of the p bonds, we studied the correlation between the ion bombardment during the deposition of a-C:H by Glow Discharge and the formation of p bonds. The ion bombardment increases the number of p bonds and consequently the gap energy and the photoluminescence. In this thesis there is also some information about the influence of the RF sputtering deposition parameters on a-Si:H and a-Ge:H. The deposition parameters were correlated with bonding configuration and optical properties using IV and UV ¿VIS spectroscopies and PDS. At last, we suggest a new method to estimate the variation of the defect density in a-Si1-xCx:H alloys using PDS / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Francisco das Chagas Marques / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-23T10:32:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LimaJunior_MauricioMoraisde_M.pdf: 3101824 bytes, checksum: 50b6b2d98ec87d3efdaa11afd9abd04e (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Estudamos a influência do hidrogênio nas propriedades ópticas, estruturais e termomecânicas de filmes finos de germânio amorfo hidrogenado, a-Ge:H, preparados por rf-sputtering. A estrutura das ligações entre o germânio e o hidrogênio foi estudada através do espectro de absorção na região do infravermelho. As amostras apresentam as bandas wagging, stretching e bending associadas aos diversos modos vibracionais das ligações do germânio com o hidrogênio. Observamos um acréscimo no parâmetro de microestrutura, que pode ocorrer devido ao aumento nos radicais GeH2 ou GeH3 ou pode ser causado por um aumento nas ligações GeH no interior de voids. Encontramos um deslocamento, para maiores energias (blue shift), das bandas wagging e stretching quando ocorre um aumento na concentração de hidrogênio. Este efeito pode ser atribuído à redução na constante dielétrica do material provocada pela presença de H na rede do Ge. Mostramos que é possível utilizar a banda stretching para uma estimativa da concentração de H ligado. Verificamos que o aumento da incorporação de hidrogênio nos filmes provoca um crescimento na quantidade de bolhas que surgem nas amostras. Este fenômeno está associado à presença de stress compressivo e de hidrogênio molecular nos filmes. O valor do stress compressivo varia de 0.3 GPa, para filmes não hidrogenados, até cerca de 0.7 GPa, para amostras com concentração total de hidrogênio de 17%. O biaxial modulus do material diminui com o aumento do conteúdo de hidrogênio nos filmes. Este resultado está de acordo com o modelo de He e Thorpe que relaciona as constantes elásticas com a coordenação média da rede. O coeficiente de dilatação térmica, a., foi obtido pela primeira vez para filmes finos de germânio amorfo. Ocorre um aumento no valor de a. quando há um acréscimo na concentração de hidrogênio nas amostras / Abstract: We studied the influence of hydrogen on the optical, structural, and thermomechanical properties of hydrogenated amorphous germanium thin fi1ms, a-Ge:H, prepared by rf-sputtering. Infrared spectroscopy was used to study the structure of the GeHn sites. The samples present wagging, stretching, and bending modes related to GeH, GeH2, and GeH3 bonds. We also observed an increase in the microstructure parameter as the hydrogen content increased. This could be related to an increase in the GeH2 and GeH3 concentration, or GeH bonds in the voids. In addition, there is a shift to higher energies (blue shift) of the wagging and stretching bands as the hydrogen concentration increases. This shift can be explained by the reduction of the dielectric constant of the films, resulting from the presence of hydrogen in the germanium network. We also showed the possibility of using the stretching band to estimate the concentration of bonded hydrogen in the films. We verified that the incorporation of hydrogen increases the presence of bubbles and pin holes on the films surface. This phenomenon is related to the compressive stress and the presence of molecular hydrogen in the film structure. The values for the compressive stress vary from about 0.3 GPa, for non-hydrogenated fi1ms, to about 0.7 GPa, for samples with total hydrogen concentration of about 17 at. %. The biaxial modulus decreases with the increase in the hydrogen concentration in the films. This result is in agreement with the model developed by He and Thorpe who relate the elastic constants of the material to the mean coordination of the network. We also measured, for the first time, the thermal expansion coefficient of a-Ge:H films as a function of the hydrogen content. We observed that an increase in the hydrogen concentration led to an increase in the thermal expansion coefficient / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Francisco das Chagas Marques / Dissertação (mestrado) - Universidade estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-23T09:50:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lacerda_RodrigoGribel_M.pdf: 1570690 bytes, checksum: 38862af76f4877912adb8d34fb9435e6 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Neste trabalho realizamos o estudo das propriedades mecânicas de filmes de carbono amorfo hidrogenados. Estes filmes possuem grande interesse em várias aplicações tecnológicas como camada protetora, revestimento de discos magnéticos, camada anti-refletora, diodos fotoluminescente, entre outras. Um dos maiores problemas que limita a sua aplicação, é o alto valor de stress geralmente encontrado em filmes com alta dureza. Este stress é o principal responsável pela pouca adesão dos filmes de carbono amorfo duros. Desta forma, a produção de filmes com baixo stress, sem decréscimo da dureza, é bastante importante para a aplicação tecnológica deste material. Os filmes foram preparados utilizando um sistema de rf sputtering através da decomposição do metano. Conseguimos obter filmes com excelentes propriedades mecânicas, isto é, filmes com alta dureza, baixo stress e alta taxa de deposição ao variarmos a tensão de bias do sistema. Foram preparados filmes com dureza de 17 GPa, stress de 0.5 GPa e taxa de deposição de 2.5 Å/s. Filmes com a dureza e stress acima podem ser de grande interesse para uma possível aplicação tecnológica como camada protetora. Conseguimos também encontrar uma grande evidência do processo de sub-implantação, utilizado para explicar o processo de formação de filmes de carbono amorfo altamente tetraédricos (ta-C,ta-C:H), para filmes de a-C:H preparados através de decomposição de gases. Propomos que a estrutura dos nossos filmes consiste de uma matriz dispersa dos sítios sp2 responsáveis pela rigidez da rede. O papel principal das ligações Sp3 C-C ( carbono quaternário) é de gerar a maior contribuição do stress compressivo existente no material, como também contribuir para a dureza do filme. Realizamos também a preparação de filmes com boas propriedades mecânicas variando a pressão de metano da câmara. Obtivemos nestas condições de preparação, filmes de a-C:H duros em toda a faixa de pressão estudada. Além disto, conseguimos uma considerável redução do stress, cerca de 50%, sem um significante decréscimo da dureza do material. Encontramos também que o coeficiente de dilatação térmica e o módulo biaxial permanecem constantes em toda a faixa de pressão estudada. O aumento no gap de Tauc e da área da vibração C-H stretching sugere um aumento no número de ligações C-H na estrutura dos filmes com o aumento da pressão. Conseguimos obter filmes com dureza de 17 GPa, stress de 1.3 Gpa, e com uma taxa de deposição relativamente alta de 2 Å/s. Dependendo da espessura, a redução do stress obtida já é baixa o suficiente para a preparação de filmes estáveis. Apesar do stress deste filme (1.3 GPa) ser maior quando comparado com o stress obtido dos filmes preparados a alto bias (0.56 GPa), estes possuem um valor de gap ótico mais alto o que viabiliza a sua utilização como camada anti-refletora ou revestimento de peças óticas / Abstract: In this work we have developed a study on the mechanical properties of hydrogenated amorphous carbon films. These films have numerous potential applications like wear resistant coatings, magnetic recording disk, antireflective coatings, photoluminescent diode, etc. One of the main problems that hinders these applications is the high internal stress, usually present in films with high hardness. It is well known that high stress is responsible for the poor adhesion of hard amorphous carbon films. Therefore, the production of films with low stress is extremely important for technological application. In this work, the films were prepared in a conventional rf sputtering system through methane gas decomposition. The fi1ms produced as a function of the bias voltage possessed excellent mechanical properties: high hardness, low stress and high deposition rate. We have been able to prepare a fi1m with hardness of 17 GPa, stress as low as 0.5 GPa and with a deposition rate of 2.5 Å/s. A film with these properties can be of significant interest for technological application as hard coating. Also, we found a strong evidence that the subimplantation process, used to explain the formation of highly tetrahedral amorphous carbon films (ta-C,ta-C:H), is also valid for a-C:H films deposited by methane plasma decomposition. We proposed that the rigidity of our films is basically provided by a matrix of dispersed cross-linked Sp2 sites. The main role of the quaternary carbon (Sp3 C-C) would be to strain the cross-linked structure, providing the major contribution to the compressive stress presented in the films, and also a small improvement of the material hardness. We have also obtained films with good mechanical properties by varying the methane gas pressure. Remarkable reductions of the film stress, of about 50%, without a significant decrease of the film hardness were obtained. The thermal expansion coefficient and the biaxial modulus remained constant in alI pressure range. The increase in both Tauc gap and C-H stretching area suggests a increase of the number of C-H bonds in the film structure as the methane pressure increases. We also prepared films with hardness of 17 GPa, stress of 1.3 GPa and a deposition rate of 2 Å/s. The stress of these films are sufficient low for a possible application of these material as hard coating. Although this stress is higher than the stress of the films produced at high bias, these films have a higher value of the Tauc gap, which provides a potential application of these films as anti-reflecting coatings / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Leandro R. Tessler / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-27T02:00:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IniguezCalero_AnaCarola_M.pdf: 2595392 bytes, checksum: 9c34d174db1fd41b5b2106f453fe1fe2 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Neste trabalho apresentamos os resultados da influência do oxigênio na intensidade da fotoluminescência do Er3+ em a-SiOx:H. Amostras foram depositadas na forma de filmes finos pela técnica de rf-sputtering. Foi usado um alvo de Silício parcialmente coberto por pequenos pedaços de Er metálico. O gás de sputtering consistiu numa mistura de Ar+H2+O2. A pressão parcial de O2 foi variada entre 0 e 5x10-5 mbar para uma pressão total de 15.0x10-3 mbar. A fotoluminescência do Er3+ foi medida entre 14 e 300K usando como excitação a linha de 514.5 nm de um laser de Ar +. A intensidade de PL do Er3+ varia aproximadamente uma ordem de grandeza com a concentração de oxigênio [O] entre ~0.22 e ~1.1 at. % (que corresponde as razões [O]/[Er] no intervalo entre 1 e 10). A intensidade é máxima para 1.1 £ [O] £ 3.0 at. %. Os resultados foram interpretados usando um modelo modificado simples para a excitação do Er3+ em a-Si:H. O modelo original foi proposto recentemente por Kühne et al. onde o Er3+ é excitado de forma ressonante pela recombinação entre um elétron na cauda de estados localizados e uma dangling bond por interação dippolo-dipolo (mecanismo de Föster). O papel do oxigênio, além de ativar opticamente o Er3+, é aumentar a taxa de excitação do Er3+ aproximando a densidade de portadores, na cauda de condução, à condição de ressonância. A densidade de portadores sai da condição de ressonância quando o excesso de oxigênio na rede aumenta o ga / Abstract: In the present work we investigate the oxygen influence in the Er3+ photoluminescence intensity in a-SiOx:H. The samples were prepared by rf-sputtering from a Si target partially covered by small metallic Er platelets. The sputtering gas was an Ar, H2 and O2 mixture. The O2 partial pressure was varied from 0 to 5x10 -5 mbar. The Ar flux was controlled to keep the total chamber pressure at 15x10-3 mbar. The Er3+ photoluminescence (PL) was measured at temperatures ranging from 14 to 300K. For excitation the 514.5 nm line from an Ar + laser was used. The Er3+ PL efficiency increases about one order of magnitude with oxygen concentration [O] from ~0.22 to ~1.1 at. %, corresponding to oxygen/erbium concentration ratio [O]/[Er] between 1 and 10. The maximum efficiency occurs when 1.1 £ [O] £ 3.0 at. % (10 £ [O]/[Er] £ 40). These results are interpreted using a modified model proposed by Köhne et. al for Er3+ excitation in a-Si:H. The Er3+ is excited by the recombination energy of photoexcited electrons (trapped in localized states of conduction band tail) captured in neutral dangling bonds. This resonant energy transfer mechanism is caused by electrical dipole interaction (Förster's mechanism). The role of oxygen, besides the optical activation of Er3+, is to increase the excitation rate of Er3+ approximating the carrier density of the conduction band to the resonance condition. The energy to the maximum of the carrier density becomes off resonance when the gap increases due the excess of oxygen / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Leandro R. Tessler / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-25T23:59:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Piamonteze_Cinthia_M.pdf: 764368 bytes, checksum: c1c2272969b127a8f59d87c12844e321 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Jorge Ivan Cisneros / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-16T20:45:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_JoseHumbertoDiasda_M.pdf: 2204822 bytes, checksum: 102e9d63f682a86ffe1ee82ef43d52a3 (MD5) Previous issue date: 1987 / Resumo: Uma série de amostras das ligas amorfas silício-nitrogênio-hidrogênio foi preparada na forma de filmes finos pelo processo de "sputtering" RF reativo usando um alvo de silício intrínseco e uma mistura gasosa de N2, H2 e Argônio. A composição das amostras foi variada alterando-se a pressão parcial de nitrogênio, com os outros parâmetros mantidos constantes. Os espectros de transmissão das amostras, medidos nas faixas do ultravioleta visível e infravermelho incluem a borda de absorção e as bandas de absorção vibracionais das amostras e foram usados na determinação dos coeficientes de absorção, índice de refração e espessura dos filmes. O "gap óptico" variou com a pressão parcial de nitrogênio entre 1.90 e 5.30 eV e apresentou uma transição brusca numa estreita faixa de pressões. Por outro lado o decréscimo do índice de refração entre 2.8 e 1.8 foi suave. Isto indica uma existência de uma variação bastante ampla da composição, a qual foi confirmada pelas densidades de ligações estimadas a partir das bandas do infravermelho. Estas bandas indicam também a presença de elevadas concentrações de hidrogênio (entre 22 e 40 % atômico) e a existência de defeitos estruturais do tipo micro-superfícies internas / Abstract: A series of thin film samples of amorphous silicon-nitrogen alloys was prepared by the RF reactive sputtering technique using an intrinsic silicon target and a gas mixture of N2, H2, and Argon. The nitrogen partial pressure was varied in order to get different compositions. the other deposition parameter were kept constant. Optical transmission spectra in the UV, visible and IR regions were measured in other to determine the absorption coefficient, refractive index and thickness of the films. The optical gap varied from 1.90 to 5.30 eV with the nitrogen partial pressure. Na abrupt change in Eg was observed in a narrow pressure range. On the other hand, the static refractive index showed a smooth decrease from 2.8 to 1.8. These data, together with the density of chemical bonds estimated from the infrared bands, indicate that a lager variation of composition was obtained. The intensity and position of the Si-H and N-H stretching bands indicate that there is a high atomic concentration of hydrogen in the samples (between 22 and 40%). The existence of voids in the material is also analyzed. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Fernando Alvarez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghi / Made available in DSpace on 2018-07-19T06:19:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Magalhaes_CristianaSchmidtde_M.pdf: 1214946 bytes, checksum: b85ce5e191679971fdd96f49c6762007 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Neste trabalho, através da técnica de fotoluminescência estacionária (PL), extraímos informações sobre os mecanismos de recombinação radiativa e não-radiativa no a-Si:H e nas ligas a-SiC:H, depositadas por 'glow discharge' com alta diluição (HD) de hidrogênio na mistura gasosa de metano e silana, e sem diluição de hidrogênio (ST) na mistura gasosa. Analisamos os resultados experimentais obtidos a partir da PL à 77K. Verificamos que o mecanismo responsável pelo alargamento e deslocamento dos picos de PL para menores energias em relação ao' gap' dos materiais é principalmente a desordem intrínsica dos materiais. Estudamos a fotoluminescência estacionária (PL) em função da temperatura, entre 77 e 200K, e os diversos comportamentos dos materiais. Assumimos que à baixa temperatura, 77K, as recombinações entre os estados localizados ocorrem por tunelamento e determinamos o comprimento de localização (Lo) para a função de onda do elétron nestes estados. Abordamos três maneiras possíveis de se calcular Lo a partir de resultados experimentais, onde verificamos que para os filmes de a-SiC:H mais desordenados, Lo é aproximadamente igualou menor ao valor de Lo encontrado para o a-Si:H. Isto é consistente com a interpretação de quanto mais desordenado o material, menor o Lo. Porém, os filmes a-SiC:H (HD) menos desordenados apresentaram Lo's maiores que o do a-Si:H, indicando-nos a possível presença de micro-cristais neste materiais / Abstract: On this work, we extracted information about the radiative and non-radiative recombination mechanisms in a-Si:H and in a-SiC:H alloys. The stationary photoluminescence technique (PL) was the main experimental technique used. The films were deposited by glow discharge with high hydrogen dilution (HD) in the gaseous mixture of methane and silane, and without hydrogen dilution (ST) in the gaseous mixture. We analyzed the experimental results obtained from PL at 77K. We verified that the intrinsic disorder in the materials is the responsible mechanism for the widening and shifting of PL peaks to low energies. We studied the PL as a function of temperature, between 77 and 200K, and the varied material behaviors. We assumed that at low temperature, 77K, the recombinations between localized states happen by tunneling. It was possible to determine the localization length (Lo) for the electron function at these states. We found three possible forms to calculate Lo for the experimental results. We verified that for more disordenated a-SiC:H alloys, Lo is approximately equal or smaller than the a-Si:H Lo. This is consistent with the interpretation that as more disordenated the material, as smaller the Lo. However, less disordenated a-SiC:H (HD) alloys showed greater Lo's than that found in a-Si:H. This indicates us a possible presence of micro-crystals ip these materials / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Ivan E. Chambouleyron / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-22T04:24:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reis_FrancoiseToledo_M.pdf: 1890829 bytes, checksum: 66d8be68c9579de94e46cf9d7c7749eb (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Neste trabalho são apresentados os efeitos da dopagem tipo-p com gálio e índio na fotocondutividade de filmes finos de germânio amorfo hidrogenado ( a-Ge:H ) depositados pelo método de rf-sputtering. O produto eficiência quântica-mobilidade-tempo de vida ( hmt ) foi medido, à temperatura ambiente, em função da posição da energia de Fermi EF em amostras com concentrações relativas de dopantes na faixa entre ~ 3x10-5 e ~ 10-2 .Para as amostras dopadas com gálio observa-se inicialmente um decréscimo de hmt com o aumento da concentração de dopante, até que um mínimo é atingido para amostras próximas ao nível de compensação ( NGa/NGe ~ 3x10-4 ), onde hmt é cerca de 16 vezes menor que o valor obtido para amostras intrínsecas. A este comportamento segue-se um aumento de aproximadamente 4 vezes no valor do produto hmt, para concentrações de gálio entre a compensação e NGa/ NGe ~ 1.5x10-3. Então, para maiores concentrações de gálio, os valores de hmt voltam a apresentar um decréscimo. Nas amostras dopadas com índio observou-se um decréscimo monotônico do produto hmt para toda a faixa de concentração de dopante. Estes resultados são consistentes com o modelo de defeitos "padrão", no qual se assume que os defeitos profundos dentro do gap de mobilidade constituem o caminho de recombinação predominante. Uma explicação qualitativa foi utilizada levando-se em conta os efeitos da dopagem na variação da ocupação dos estados de carga dos citados defeitos / Abstract: This work reports on the effects of gallium and indium p-type doping on the photoconductivity of hydrogenated amorphous germanium ( a-Ge:H ) thin films deposited by the rf-sputtering method. The quantum efficiency-mobility-lifetime ( hmt ) product has been measured at room temperature as a function of the dark Fermi energy EF on samples with relative dopant concentration range between ~ 3x10-5 and ~ 10-2. A decrease of hmt is observed with the increase of the gallium concentration till a minimum is reached for samples near the compensation level (NGa/NGe ~ 3x10-4), when hmt is about 16 times lower than the value obtained for intrinsic samples. This behavior is followed by an hmt increase of aproximately 4 times at concentration levels between compensation and NGa/NGe ~ 1.5x10-3. Then, for higher gallium concentrations, hmt decreases again. For In-doped samples, a monotone decrease of hmt is measured for all the impurity concentration range. These results are consistent with a "standard" model for the defects, which assumes that the dangling bond is the main recombination path. A qualitative explanation was obtained where the changes in the occupancy of the charged defect states in the mobility gap due to doping are taken into account / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Leandro Russovski Tessler / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-22T12:26:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cirino_LucicleideRibeiro_M.pdf: 917695 bytes, checksum: 3d634762677d6c47fadc603769027aaa (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: A eficiência quântica de luminescência h em ligas de silício-carbono amorfo hidrogenado (a-Si1-xCx:H) a baixa temperatura diminui com o aumento da concentração de carbono para amostras com menos de 25 % de carbono. A partir daí hpassa a aumentar com o aumento da concentração de carbono e sua dependência com a temperatura diminui. O objetivo deste trabalho é entender os processos de recompilação presentes em a-Si1-xCx:H. Foram feitas medidas de fotoluminescência resolvida no tempo variando-se a temperatura entre 17 K e 300 K. As amostras utilizadas foram preparadas por PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition) de misturas SiH4/CH4 no "regime de baixa potencia" de radio-frequência. Como no a-Si:H, o decaimento da PL em a-Si1-xCx:H não é exponencial, podendo ser descrito como uma distribuição de tempos de vida. As amostras com baixa concentração de carbono (<25 %), apresentam um pico de distribuição de tempos de vida centrado aproximadamente em 10-4s-10-3s, o qual se desloca para tempos mais curtos com o aumento da concentração de carbono ou com o aumento da temperatura. As amostras com maior concentração de carbono (>25 %), apresentam dois picos na distribuição de tempos de vida. O pico mais lento comporta-se qualitativamente da mesma forma que o pico presente nas amostras com menos de 25 % de carbono. A posição do pico mais rápido ( ~10-8s) praticamente não depende da temperatura. Nestas amostras os dois dependem pouco da concentração de carbono. O comportamento do tempo de vida de PL nas amostras com menos de 25 % de carbono e do pico mais lento das amostras com mais de 25 % de carbono pode ser explicado pelo modelo aceito para o a-Si:H. O pico rápido que aparece nas amostras com mais de 25 % de carbono é descrito por outro mecanismo de recompilação. Este mecanismo está provavelmente associado com funções de onda de elétron e buraco coincidentes no espaço, que podem ser originadas por flutuações anti-paralelas de potencial de curto alcance. Estas flutuações são fortalecidas quando a concentração de carbono aumenta / Abstract: The low temperature luminescence quantum efficiency h of amorphous hydrogenated silicon-carbon alloys a-Si1-xCx:H decreases with increasing carbon concentration below 25%. For higher carbon concentrations h increases with increasing carbon concentration and is almost temperature independent. The objective of this work is to understand the recombination processes that occur in a-Si1-xCx:H. Time resolved photoluminescence measurements were made over a temperature range from 17K to 300K. Samples were prepared by radio-frequency PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition) from mixtures of CH4 and SiH4 in the "low power regime". As happens for a a-Si:H, the PL decay of a a-Si1-xCx:H is not exponential. It can be described by lifetime distribution functions. Samples with small carbon concentrations (<25%) show a peak in the lifetime distribution centered at about 10-4s-10-3s, wich shifts towards shorter lifetimes as the carbon concentration in increased or the temperature raises. Samples with carbon concentration higher than 25% present two peaks in the lifetime distribution. The peak with longer lifetime hehaves qualitatively in the same way as the peak observed in samples with less than 25% carbon. The peak corresponding to shorter lifetimes (~10-8s) is almost temperature independent. In these high content carbon samples the two peaks depend weaklu on the carbon concentration. The behavior of the PL lifetime in samples with less than 25% carbon and of the slow peak in samples with higher carbon concentrations can be described by the model accepted for a-Si:H. The faster peak in the higher carbon concentration samples involves another recombination mechanism. It is probably associated to completely overlapping electron and hole wavefunctions. This overlap can be found when electron and hole states are coincident in space. Such states can be caused by short-range antiparallel potential fluctuations which are enhanced as the carbon concentration increases / Mestrado / Física / Mestre em Física