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Investigação do transporte de spin em transistores de base metálica eletrodepositados para aplicação em sensores magnéticos / Investigation of spin transport in metal base transistors for application in magnetic sensors

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-10-26T12:30:16Z
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Previous issue date: 2017-07-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os transistores são dispositivos de três terminais com propriedades bem definidas, capaz de chavear ou amplificar sinais elétricos. Esses dispositivos representam uma das revoluções científico-tecnológicas de maior impacto sobre a sociedade moderna. Existem vários tipos de transistores, porém nesta dissertação daremos destaque ao transistor de base metálica (TBM). Os TBM’s são constituídos por uma camada metálica ultrafina, conhecida como base, posicionada entre duas camadas semicondutoras conhecidas como emissor e coletor. Os TBM’s são largamente utilizados em circuitos de alta frequência por não necessitarem de tempo para recombinação dos portadores minoritários, uma vez que estes não apresentam papel fundamental nas junções do tipo Schottky [1,8]. Neste trabalho serão estudados os TBM’s, porém a base ser ́a composta por um metal ferro- magnético, material que apresenta magnetorresistência do tipo anisotŕopica (AMR) [5]. Esses transistores são conhecidos como transistores de base metálica magnéticos. Sendo assim, as características elétricas do dispositivo dependerão do campo magnético ao qual está submetido, tornando-o promissor para aplicações tecnológicas, como, por exemplo, sensores magnéticos. Foi utilizada a eletrodeposição como principal técnica para produzir filmes finos de ligas de FeNi e ZnO. Antes da confecção dos dispositivos, os filmes de FeNi e ZnO foram caracterizados morfologicamente, topologicamente, eletricamente e magneticamente, afim de certificar a qualidade do dispositivo final. Os filmes de FeNi apresentaram boa aderência ao substrato utilizado, foi escolhido um filme acima do tempo de percolação e observou-se uma AMR de 0.13% na configuração longitudinal e 0.31% na configuração transversal. Além disso, um campo coercivo de ~ 70Oe. Foram realizadas curvas de Transistor a temperatura ambiente e a 50K, na ausência e na presença de campo magnético. O dispositivo apresentou um ganho de α = 0.96% e α = 0.10% na configuração de base-comum (CBC) para T=300K e T=50K, respectivamente. As caracterizações magnéticas apontaram variações em torno de 1% na corrente de coletor na CBC, sendo portanto, um aumento de ∼ 10x em relação a AMR da liga FeNi. / Transistors are three-terminal devices with well-defined properties, capable of switching or amplifying electrical signals. These devices represent one of the scientific-technological revolutions that have the greatest impact on a modern society. There are several types of transistors, however in this dissertation we will highlight the metallic base transistor (TBM).The TBMs consist of an ultra thin metallic layer, known as a base, placed between two semiconductor layers known as emitter and collector. The TBMs are widely used in high frequency circuits because they do not require time for the reconfiguration of minority carriers, since these do not play a fundamental role in the Schottky-type junctions [1,8]. In this work to be studied the MBT’s, but the metal base will be composed of a ferromagnetic, layer that has magnetoresistance of the anisotropic type (AMR) [5]. These transistors are knowing as magnetic metal base transistor. Thus, electrical characteristics of the device will depend on the magnetic field, to which it is subjected, making it promising for technological applications, such as magnetic sensors. Electrodeposition was used as the main technique for producing thin alloy layers of FeNi and ZnO. Before devices confection, the layers of FeNi e ZnO were by characterized morphologically, topologically, electrically and magnetically, in order to certify the quality of the final device. The layers of FeNi has a good adhesion to the substrate used, a layer above the percolation time was chosen and was observed one AMR of 0, 13% in the longitudinal configuration and 0, 31% in the transversal configuration. In addition, a coercive field of ∼ 70Oe. Transistor curves were realized at room temperature and at 50K. The device showed a gain of α = 0.96 and α = 0.10 in the common-base configuration (CBC) for T=300K and T=50K, respectively. The magnetic characterizations they point out are around 1% in the collector current in the CBC, thus, an increase of ∼ 10x in relation to the AMR of the FeNi alloy.

Identiferoai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:123456789/12432
Date17 July 2017
CreatorsSilva, Gabriel Vinícius de Oliveira
ContributorsAraujo, Clodoaldo Irineu Levartoski de
PublisherUniversidade Federal de Viçosa
Source SetsIBICT Brazilian ETDs
LanguagePortuguese
Detected LanguageEnglish
Typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis
Sourcereponame:Repositório Institucional da UFV, instname:Universidade Federal de Viçosa, instacron:UFV
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess

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