Los dispositivos electrónicos formados por semiconductores se encuentran conectados con otros terminales externos por medio de contactos metálicos, los cuales forman las conexiones dentro de los circuitos integrados. A través de estos contactos es por donde el flujo de portadores de carga entra y sale de un dispositivo a otro, al aplicarles una diferencia de potencial. Los contactos pueden ser: Schottky, aquellos que conducen carga en un sentido a baja resistencia y en el otro sentido ofrecen más alta resistencia, u óhmicos, los cuales ofrecen una baja resistencia al paso de la corriente en ambos sentidos. Es de interés obtener contactos óhmicos a partir de contactos Schottky por medio de tratamientos térmicos. Los contactos Schottky resultaron al evaporar aluminio sobre muestras de silicio de distintos dopajes, los cuales se fabricaron por Deposición Física de Vapor. Para analizar el proceso de formación de contacto óhmico en las muestras, estas se caracterizaron electrónicamente por medio de las curvas densidad de corriente vs. voltaje (J-V ), antes y después de los tratamientos térmicos, para las temperaturas de 500_C, 550_C y 600_C cada una por 10 min. Los contactos Schottky obtenidos en las muestras de silicio tipo p, con un tratamiento térmico a 500_C, se comportaron como contacto óhmico. Para los siguientes tratamientos térmicos (550_C y 600_C), la resistencia de contacto aumenta, debido a que en la interfaz silicio-aluminio se forma una región cargada p+, la cual frenará la conducción por emisión térmica. Se observa también que, a mayor dopaje en las muestras, la resistencia de contacto es menor, ya que el transporte por tunelaje a través de la barrera comienza a dominar. Los contactos Schottky obtenidos en las muestras de silicio tipo n, con un tratamiento térmico a 500_C, mejora la conducción en las muestras de bajo dopaje, mientras que en la de alto dopaje la resistencia aumenta. Esto debido a la capa p+ que se forma en la interfaz del silicio-aluminio y, con los siguientes tratamientos térmicos (550_C y 600_C), la región p+ crece. Las resistencias de contacto aumentan en la muestra de bajo dopaje, en las de medio dopaje desaparece la barrera Schottky, y en la muestra de alto dopaje la región de carga espacial sufre una inversión, formándose un contacto Schottky de silicio tipo p. / Semiconductor electronic devices are connected to other external terminals by means of metal contacts. These form interconnections of devices within the integrated circuits. Through these contacts is where the flow of charge carriers enters and leaves from one device to another, by the potential difference that is applied. Contacts could be: Schottky, those that conduct charge in one direction and in the other offer resistance, or ohmic contact, which offer low resistance to the current ow in both directions. It is of interest to obtain ohmic contacts, from Schottky contacts through annealing. Schottky contacts were obtained by the evaporation of aluminum on different dopal silicon samples, which were made by Physical Vapor Deposition. To analyze the ohmic contact formation process in the samples, these were characterized electronically by means of the current density vs. voltage curves (J-V ), before and after annealing, at temperatures of 500_C , 550_C y 600_C for 10 minutes each Schottky contacts obtained in the p-type silicon samples, with annealing at 500_C, behaved as ohmic contact. For the following annealing temperatures (550_C y 600_C) the contact resistance increases, because a p+ region is formed at the silicon-aluminum interface, which could slow the conduction by thermal emission. It is also observed that, at higher doping concentration in the samples, the contact resistance decreases, since the tunneling transport through the barrier begins to dominate. Schottky contacts obtained in the n-type silicon samples, with annealing at 500_C, improve the conduction in the samples with low doping concentration, while in the the samples with of high doping concentration, the resistance increases. This is because a p+ layer is formed at the silicon-alumininum interface, and with the following annealing temperatures (550_C y 600_C), the p+ region continues growing. The contact resistances increase in the low doping concentration, in the medium doping concentration sample, the Schottky barrier disappears, and in the high doping concentration sample the space charge region changes to an inversion, it will now form a Schottky p-type silicon contact.

Esta tesis se centra en el estudio de los fenómenos no lineales como la modulación cruzada de ganancia (XGM, cross gain modulation) y la modulación cruzada de fase (XPM, cross phase modulation) en amplificadores ópticos de semiconductor. Ambos fenómenos permiten aprovechar la no linealidad de la ganancia del amplificador saturado para realizar un proceso de conversión de longitud de onda. Este proceso consiste en trasladar la información transportada por una señal que modula una portadora óptica a una longitud de onda a una señal continua en otra longitud de onda llamada sonda cuando ambas atraviesan el amplificador. A lo largo de todo este estudio se confrontará la opción XGM con la XPM con el fin de establecer las ventajas e inconvenientes de cada uno de los métodos. Mientras que la técnica XGM es sencilla de utilizar y de menor coste, la XPM se caracteriza por proporcionar conversiones más eficientes, de menor chirp y mayor ancho de banda. Esta traslación de información de la señal modulada a la sonda tiene aplicaciones en los regímenes de pequeña y gran señal. En el ámbito de pequeña señal, la propiedad de invertir la señal convertida respecto a la señal de bombeo se utiliza para la implementación de filtros de microondas con coeficientes negativos. Este tipo de filtros presentan la ventaja de eliminar la componente continua de la señal. La función de transferencia del filtro se diseña mediante la sintonización y la modificación del perfil. La sintonización del filtro se realiza con elementos de retardo mientras que el perfil se varía modificando la potencia de cada una de las señales que conforman los coeficientes mediante atenuadores ópticos. Todas estas características están apoyadas por un estudio teórico, de simulación y por resultados experimentales llevados a cabo en el laboratorio del GCOC. En régimen de gran señal,se ha diseñado un módulo de conversión formado por dos etapas en cascada: una primera de XGM seguida de otra de XPM. Esta configuración permite aprovechar la ventaja de cada uno de los métodos. Este módulo está integrado dentro del nodo óptico del demostrador desarrollado para el proyecto europeo LABELS (Ligthwave Architectures for the processing of Broadband Electronic Signals). En este nodo, el encaminamiento se realiza mediante la longitud de onda. Por lo tanto, el ser capaz de convertir la señal de entrada a otra longitud de onda es capital para conmutar la señal en el nodo. El hecho de realizar esta conversión sin necesidad de recurrir a una conversión optoelectrónica intermedia proporciona a estos sistemas la propiedad de ser transparentes al formato de modulación y a su velocidad de transmisión (dentro del ancho de banda de conversión), lo que explica la importancia del módulo desarrollado. Para determinar las condiciones de funcionamiento y la bondad del módulo de conversión se han llevado a cabo varios experimentos cuyos resultados se muestran en esta tesis / Manzanedo Martínez, MD. (2013). Aplicación de los amplificadores ópticos de semiconductor a la fotónica de microondas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/30314

La resistividad eléctrica es una propiedad física intrínseca e independiente del tamaño o forma de un material, que nos da información acerca de cómo se comporta el material al paso de la corriente eléctrica. Por el valor de la resistividad de un material, se le puede clasificar como conductor, semiconductor o aislante.[1] En la presente tesis se realiza el estudio de la resistividad eléctrica en los semiconductores, los métodos de medición de resistividad, los factores de corrección que se deben tener en cuenta para una medición m´as precisa y los detalles de la implementación de un sistema de medición de resistividad por el método de Van der Pauw. El método de Van der Pauw se puede utilizar para medir la resistividad de materiales en forma de películas delgadas sin importar la forma del material, consiste en hacer fluir una corriente constante por dos puntos en la periferia y se mide el voltaje en otros dos puntos. Con los datos obtenidos se resuelve la ecuación de Van der Pauw y se obtiene la resistividad. Finalmente, se presentan las resultadas de las medidas de resistividad para muestras cuadradas de silicio de alto dopaje, y además se hace un estudio de los resultados obtenidos cuando la medición se hace en contactos sobre el área superficial de la muestra, incumpliendo la condición de usar contactos en la periferia, y los efectos que esto conlleva. / The electrical resistivity is an intrinsic property independent of the size or shape of a material, which gives us information about how the material behaves at the rate of electric current. For the value of the resistivity of a material, it can be classified as conductor, semiconductor or insulation. In this thesis will be done the study of the electrical resistivity in the semiconductors, the methods of measurement of resistivity, the correction factors that are very important for a more accurate measurement and the details of the implementation of a measurement system of resistivity by the Van der Pauw method. The Van der Pauw method can be used to measure the resistivity of materials in the form of thin films regardless of the shape of the material. It consists of flowing a constant current through two points at the periphery and measuring the voltage at two other points. With the data obtained the Van der Pauw equation is solved and the resistivity is obtained. Finally, we present the results of the resistivity measurements for square samples of high doping silicon, and also a study of the results obtained when the measurement is made in contacts on the surface area of the sample, failing to use contacts in the periphery, and the effects that this entails.

Un sistema de medición de resistividad eléctrica de películas delgadas a bajas temperaturas fue implementado empleando un sistema criogénico de ciclo cerrado de helio, un sistema de control de temperatura y un sistema de medición de resistividad. A fin de verificar el sistema implementado, seis contactos de aluminio fueron depositados a lo largo de cada diagonal sobre una muestra cuadrada de silicio tipo p de bajo dopaje para medir su resistividad a diferentes temperaturas a partir de 66K. La magnitud del error de medición en función de la distancia de los contactos respecto a las esquinas de la muestra fue determinada por dos métodos. La discusión de la dependencia de la resistividad con la temperatura fue realizada con los resultados de menor error. / A low temperature thin film electrical resistivity measurement system was implemented by employing a closed cycle helium cryogenic system, a temperature control system and a resistivity measurement system. In order to verify the implemented system, six Al contacts were deposited along each diagonal on a square low doped p-type Si sample for resistivity measurement at different temperatures starting at 66K. Measurement error magnitude as a function of the contact distance relative to the sample corners was determined by two methods. Discussion of the temperature dependence of resistivity was carried out with the lowest error results.

[pt] A combinação de alta densidade, locais seletivos de nucleação e controle da distribuição de tamanho de nanoestruturas semicondutoras tem acelerado o desenvolvimento de dispositivos ópticos e eletrônicos. Para construir estruturas satisfazendo essas necessidades, várias combinações de técnicas deposição de pontos quânticos e nanolitografia foram desenvolvidas. A nanolitografia por AFM foi aplicada em diversos materiais abrindo uma possibilidade para fabricar dispositivos opto-eletrônicos.Nesta tese de Doutorado, apresentamos um estudo sistemático de crescimento de nanoestruturas de InAs em buracos produzidos na superfície (100) de substratos de InP por nanoindentação com o AFM. Para isto, a ponta precisa exercer uma força no InP que produz deformações plásticas na superfície. A pressão aplicada entre a extremidade da ponta de AFM e a superfície da amostra pode ser variada de modo controlado através do ajuste de alguns parâmetros operacionais do microscópio tais como setpoint, raio da ponta e constante de mola do cantilever. A habilidade para controlar a forma do padrão indentado assim como a natureza dos defeitos cristalinos permite controlar o crescimento seletivo de InAs por epitaxia em fase de vapor de metais orgânicos. Também é apresentada a fabricação de nanoestruturas de InAs/InP alinhadas em uma dimensão. A nanoindentação é produzida pelo arraste da ponta do AFM sob força constante ao longo das direções <100> e <110> do InP. Observamos que o número e o tamanho das nanoestruturas nucleadas são dependentes da distância entre as linhas litografadas. Esses resultados sugerem que o mecanismo de crescimento das nanoestruturas de InAs não é governado por degraus atômicos gerados durante a indentação. Os dados sugerem que, a densidade de defeitos induzidos mecanicamente, tais como discordâncias e fraturas, é o responsável pelo número de nanoestruturas nucleadas. / [en] The combination of high density, site selective nucleation, and size distribution control of semiconductor nanostructures has become a challenge in the development of effective optical and electronic devices. In order to build structures satisfying these requirements, various combinations of quantum dot deposition and nanolithography techniques have been developed. The AFM nanolithography technique has been applied on several materials opening a possibility to fabricate opto-electronic devices. In this Phd Thesis, we present a systematic study of growth of InAs nanostructures on pits produced on (100) InP by nanoindentation with the AFM. For that purpose, the AFM tip needs to exert a force on the InP that produces plastic deformation on the surface. The applied pressure between the very end of the AFM tip and the sample surface may be varied in a controlled way by adjusting some of the microscope operational parameters like set point, tip radius and cantilever normal bending constant. The ability to control the shape of the indentation pattern as well as the nature of the crystalline defects allows control of the selective growth of InAs by metal organic vapor phase epitaxy. We also report the fabrication of one-dimensional arrays of InAs/InP nanostructures. The nanoindentation is produced by dragging the AFM tip under constant force of the substrate, along the <100> and <110> InP crystallographic directions. We have observed that the number and the size of nucleated nanostructures are dependent on the distance between the lithographed lines. These results suggest that the growth mechanism of the InAs nanostructures on the pits produced by AFM on InP is not governed by the number of atomic steps generated during the scratching. Instead, the data suggests that, the density of mechanically induced defects, like dislocations and cracks, are responsible for the number of nucleated nanostructures.

Manifiesta que el TiO2 es usado para foto generación de hidrógeno a partir del agua, degradación de Contaminantes bajo irradiación de luz visible y para celdas solares. Sin embargo, una limitación es que TiO2 anatase tiene un band gap amplio de aproximadamente 3.2 eV y puede absorber solo en la región ultravioleta (UV) (<380nmq. Esto reduce gravemente la utilidad de la energı́a solar al 5 %. Por medio de la simulación computacional en el marco de la Teorı́a Funcional de la Densidad (DFT) implementada en el código WIEN2k, usando la aproximación GGA-PBE, se ha observado que la fase anatase de TiO2 dopada con F, N o el codopado F-N exhibe una disminución en el band gap hasta en un 17 % para el dopado con N a una concentración de 10.4 %, y que esta reducción del gap está asociada a la mejor absorción en la zona visible del espectro de los sistemas estudiados. Los resultados indican que TiO2 anatase dopado en distintas concentraciones puede aumentar la eficiencia de celdas fotovoltaicas y que este aumento en la eficiencia es proporcional a la concentración del elemento dopante para los sistemas monodopados. El codopado, que continuamente es reportado como mejor, en cuanto a la reducción del gap y la absorción de radiación, en comparación con el monodopado, no ha mostrado serlo en el sistema de codopado por sustitución con N y F, en la región comprendida entre 1.70-2.79 eV. El efecto sinérgico del codopado solo es verificado en la región azul-violeta del espectro visible. La absorción de los sistemas en la parte visible del espectro, predomina en regiones por debajo del gap, esto se ha asociado al acoplamiento vibronico y a transiciones entre niveles de excitones. / Tesis

El objetivo del presente trabajo es analizar y comprobar el comportamiento de los ISFETs respecto a los MOSFETs. Para lograr lo anterior se utilizarán técnicas modernas de simulación y ensayos en laboratorio; de esta forma se podrá observar las similitudes y diferencias de comportamiento, y dependencias entre las variaciones tales como corriente de drenador respecto a variaciones del voltaje umbral. Además, esta comprobación se realizará considerando los valores de los parámetros de fabricación que ha generado el fabricante de los ISFETs y asumiendo valores intrínsecos de este dispositivo y siempre observando lo que sucede con los MOSFETs en situaciones similares. / Tesis

El Sol proporciona a la Tierra una enorme cantidad de energía limpia. Sin embargo, para que la energía solar represente una parte importante del sistema energético mundial, se necesitan dispositivos fotovoltaicos más económicos y eficientes que los que se utilizan actualmente. Recientemente ha aparecido un nuevo diseño de célula solar, la célula solar sensibilizada de puntos cuánticos (cuyas siglas en inglés son QDSSCs), capaz de sobrepasar teóricamente el límite de Shockley-Queisser (al cual obedecen las células de primera y segunda generación). Sin embargo, el rendimiento de estos dispositivos es todavía bajo y su coste se ha visto algunas veces comprometido por el uso de ciertos materiales y procedimientos. Esta tesis trata de arrojar algo de luz sobre ciertos aspectos fundamentales que gobiernan el funcionamiento de estos dispositivos: el mecanismo de crecimiento y el modo de anclaje del elemento absorbente de luz sobre el aceptor de electrones/huecos, el empleo de capas intermedias para prevenir los procesos de recombinación en las diferentes interfases, la dinámica de los portadores de carga en el sistema donador-aceptor, etc. Además, se han investigado materiales de bajo coste y conceptos de célula muy poco explorados. Todo con el último propósito de allanar el camino para la obtención de QDSSCs económicas, estables y competitivas.

[pt] Neste trabalho foi estudada a deformação mecânica em semicondutores III-V resultante da nanolitografia por microscopia de força atômica (AFM). O AFM, equipado com uma ponta de diamante de raio de curvatura de 80 nm, foi usado para riscar a superfície do InP com forças da ordem de dezenas de mN ao longo de direções cristalográficas específicas. O padrão litografado na superfície foi caracterizado com o uso do AFM, enquanto uma análise da microestrutura do material foi feita com o uso da microscopia eletrônica de transmissão (MET). Foi realizado um estudo da deformação mecânica ao riscarmos o InP (100) com o uso do AFM utilizando forças normais variando de 7 uN a 120 uN e em direções cristalográficas das famílias <110> e <100>. Foi visto por MET, que é mais fácil produzir deformação plástica para riscos feitos na direção <110> do que na direção <100>, o que associamos à diferença na orientação dos vetores de Burgers ativados para os planos de escorregamento do InP para riscos ao longo das diferentes direções. Foi realizado também um estudo da influência da distância entre dois riscos consecutivos, feitos com o uso do AFM com força normal de 30 uN, no endurecimento por deformação plástica. Um significante endurecimento foi observado para distâncias entre riscos menores que 80 nm indicando que ocorre travamento entre discordâncias geradas por sucessivos riscos a distâncias menores que 80 nm. / [en] In this work, the mechanical deformation of III-V semiconductors resulting from atomic force microscopy (AFM) nanolithography was studied. The AFM, equipped with a diamond tip with 80nm radius, was used to scratch the InP surface with forces in the order of tens of mN along specific crystallographic directions. The pattern lithographed at the surface was characterized by AFM, while the material microstructure analyzes was performed by transmission electron microscopy (TEM). We studied the mechanical deformation of InP (100) produced by the AFM with forces in the range of 7uN to 120 uN along directions from the <110> and <100> families. It was observed by TEM that, it is easier to produce plastic deformation for scratches along the <110> than along the <100> directions, which was associated to the different orientations of the Burgers vectors activated for the InP slip planes for the scratches along the different directions. The influence of the distance between two scratches, performed with a normal force of 30 uN on the materials hardening process was performed as well. Significant hardening was observed at distances between scratches of 80nm or less suggesting that locking due to dislocation interaction is occurring at parallel scratches at distances smaller than 80nm.

[pt] Neste trabalho foi implementado um sistema capaz de realizar medições do efeito de magnetoresistência em dispositivos baseados em semicondutores orgânicos. Este efeito foi recentemente descoberto em dispositivos construídos utilizando filmes finos de materiais orgânicos não magnéticos de baixo peso molecular e poliméricos. O sistema implementado é capaz de medir pequenas variações na corrente do dispositivo (da ordem de nanoampère), à temperatura ambiente, utilizando a técnica de modulação do campo magnético. Nesta técnica dois campos magnéticos, um contínuo e um alternado, são aplicados na região onde se encontra o dispositivo. A variação da corrente sofrida pelo dispositivo devida à aplicação do campo contínuo é medida utilizando um amplificador Lockin que está em fase com a frequência de oscilação do campo magnético alternado. Após a implementação do sistema, no trabalho foi investigada a influência de alguns parâmetros do mesmo sobre a medição da magnetoresistência nos dispositivos orgânicos produzidos. Foi realizado também um estudo preliminar da magnetoresistência em função de diferentes compostos orgânicos. Este estudo foi divido em duas etapas: na primeira, o composto Alq3 foi utilizado como camada transportadora de elétrons e camada emissora e foram utilizados diferentes materiais orgânicos como camada transportadora de buracos. Na segunda etapa o polímero PEDOT foi utilizado como camada transportadora de buracos e foram utilizados dois complexos orgânicos de terras-raras como camadas emissoras e transportadoras de elétrons. Por fim, o sistema permitiu realizar um estudo preliminar do efeito da degradação sobre o valor da magnetoresistência nos dispositivos orgânicos. / [en] In this work a system capable to measure the magnetoresistance (MR) effect on organic based devices was mounted and characterized. The MR effect was recently discovered on devices performed by using thin films of non-magnetic organic materials (a number of polymers and small molecules). The mounted system is able to measure small variations in the device current (up to nanoampere), at room temperature, using the magnetic field modulation technique (MFMT). In the MFMT two different magnetic fields, one DC and another AC, are applied on the region where the device is placed. The current variation of the device, due to the DC magnetic field applied, is detected by a Lock-in amplifier in phase with the AC magnetic field. In addition to the installation of the system, this work allows to study the behaviour of MR effect from the performed devices, as a function of some parameters of the system. Moreover, a preliminary investigation of the MR effect as a function of different organic compounds was also carried out. This study was divided in two parts: in the first, the organic material Alq3 was used as electron transporting and emission layer and four different organic materials were used as hole transporting layer in the devices. In the second part, the PEDOT polymer was used as hole transporting layer whereas two different rare-earth compounds were used as electron transporting and emission layer to produce the devices. Finally, an investigation of the MR dependence as a function of the degradation of the produced devices was achieved.