| DISSERTAÇÃO DE MESTRADO |
Título Original (PT): |
PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO ÓPTICA DE FILMES NANOCRISTALINOS DE GAAS(/:H) DEPOSITADOS POR RF MAGNETRON SPUTTERING |
Autor: |
PEREIRA, WANGNER BARBOSA DA COSTA |
Email: |
wangner@bol.com.br |
Instituição: |
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA JÚLIO DE MESQUITA FILHO (UNESP) - BRASIL |
Unidade: |
FACULDADE DE CIÊNCIAS (FC) - BAURU - SP |
Local de Publicação: |
UNESP - BAURU |
Data de Publicação: |
2007 |
Área: |
MULTIDISCIPLINAR |
Área de Concentração: |
MATERIAIS |
Titulação: |
MESTRE(A) EM MATERIAIS |
Orientador: |
Dr. SILVA, JOSE HUMBERTO DIAS DA |
Banca Examinadora: |
♠ Dr. SILVA, JOSE HUMBERTO DIAS DA
♠ Dr. LOPEZ, JOHNNY VILCARROMERO
♠ Dr. TABATA, AMERICO SHEITIRO
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Data de Defesa: |
19/09/2007 |
Palavras-Chave (PT): |
♠ GAAS:H
♠ NANOCRISTALINO
♠ PROPRIEDADES ÓPTICAS
♠ SPUTTERING
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Resumo Original (PT): |
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FILMES NANOCRISTALINOS E AMORFOS DE GAAS TEM RECENTEMENTE CHAMADO A
ATENÇÃO DE VÁRIOS GRUPOS DE PESQUISA DEVIDO AS SUAS POSSÍVEIS APLICAÇÕES EM
NOVOS DISPOSITIVOS ÓPTICOS E ELETRÔNICOS. IGUALMENTE ATRAENTES SÃO AS NOVAS
PROPRIEDADES FÍSICAS RELACIONADAS COM A ESTRUTURA NANOCRISTALINA E OS EFEITOS DA
DESORDEM NA ESTRUTURA ELETRÔNICAS DESTES MATERIAIS. ENTRE AS APLICAÇÕES EXISTENTES,
PODEMOS CITAR O USO DESTES FILMES COMO CAMADAS ANTI-GUIA EM LASERS COM EMISSÃO
PERPENDICULAR À SUPERFÍCIE, AS CAMADAS ?BUFFER? EM HETERO-EPITAXIAS DE GAAS SOBRE
SI, E OS FILTROS INTERFEROMÉTRICOS PARA A REGIÃO DO INFRAVERMELHO.
A PREPARAÇÃO E A CARACTERIZAÇÃO DE FILMES NANOCRISTALINOS DE GAAS
HIDROGENADOS E NÃO HIDROGENADOS USANDO A TÉCNICA DE RF MAGNETRON SPUTTERING
FORAM FOCALIZADOS NESTE TRABALHO. UM ALVO DE GAAS E UMA ATMOSFERA CONTROLADA
CONTENDO QUANTIDADES VARIÁVEIS DE ARGÔNIO (AR) E HIDROGÊNIO (H2) FORAM USADAS NA
DEPOSIÇÃO DO FILME. FOI INVESTIGADA A INFLUÊNCIA DO FLUXO DE AR E H2 NA COMPOSIÇÃO,
ESTRUTURA E PROPRIEDADES ÓPTICAS DOS FILMES. A INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA DE SUBSTRATO
E POTÊNCIA DE DEPOSIÇÃO TAMBÉM FOI ANALISADA.
AS TÉCNICAS DE DIFRAÇÃO DE RAIOS-X E ANÁLISE DA ENERGIA DE DISPERSÃO POR
EMISSÃO DE RAIOS-X (EDX), FORAM UTILIZADAS NA ANÁLISE DA ESTRUTURA E COMPOSIÇÃO DO
FILME, ENQUANTO MEDIDAS ÓPTICAS DE TRANSMITÂNCIA E REFLETÂNCIA PERMITIRAM A
DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE ABSORÇÃO ÓPTICA E ÍNDICE DE REFRAÇÃO DOS FILMES. A
PRESENÇA DE LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO NOS FILMES FOI CONFIRMADA PELAS BANDAS DE
ABSORÇÃO DO GA-H E AS-H USANDO UM ESPECTROFOTÔMETRO DE TRANSFORMADA DE FOURIER
(FTIR).
OS RESULTADOS MOSTRAM QUE A MICROESTRUTURA, A COMPOSIÇÃO E AS PROPRIEDADES
ÓPTICAS DO MATERIAL SÃO FORTEMENTE INFLUENCIADAS POR TODOS OS PARÂMETROS
INVESTIGADOS, COM DESTAQUE PARA O FLUXO DE HIDROGÊNIO UTILIZADO NAS DEPOSIÇÕES.
OS FILMES HIDROGENADOS (FLUXO DE 3,0 SCCM DE H2 / 20 SCCM DE AR) PRODUZIDOS
A BAIXA POTÊNCIA (30W) E TEMPERATURAS DE SUBSTRATO (60°C), APRESENTARAM MAIORES
VALORES DO GAP ÓPTICO (1.48 EV) E AS MENORES ENERGIAS DE URBACH (117 EV), SENDO
PORTANTO COMPATÍVEIS COM AS MELHORES PROPRIEDADES ELETRÔNICAS DESTA SÉRIE DE
FILMES. AS INTENSIDADES E LARGURAS DOS PICOS DE DIFRAÇÃO DE RAIOS-X DESTAS AMOSTRAS
NÃO APRESENTARAM DIFERENÇAS SIGNIFICATIVAS EM RELAÇÃO AOS FILMES NÃO HIDROGENADOS
PREPARADOS EM CONDIÇÕES EQUIVALENTES, ENQUANTO OS PARÂMETROS ÓPTICOS CALCULADOS
SÃO FORTEMENTE DIFERENTES. ESTES RESULTADOS INDICAM QUE A COMBINAÇÃO DE
HIDROGÊNIO É RESPONSÁVEL PELA PASSIVAÇÃO DE UMA QUANTIDADE SIGNIFICATIVA DE
DEFEITOS NA ESTRUTURA ELETRÔNICA DOS FILMES. |
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Título (EN): |
ENGLISH |
Palavras-Chave (EN): |
♠ GAAS:H
♠ NANOCRYSTALLINE
♠ OPTICAL PROPERTIES
♠ SPUTTERING
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Resumo Original (EN): |
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THE NANOCRYSTALLINE AND AMORPHOUS GAAS FILMS ARE RECENTLY ATTRACTING THE
ATTENTION OF SEVERAL RESEARCH GROUPS DUE TO THEIR POSSIBLE APPLICATIONS IN NEW
ELECTRONIC AND OPTICAL DEVICES. ALSO ATTRACTIVE ARE THE NEW PHYSICAL PROPERTIES RELATED
TO THE NANOCRYSTALLINE STRUCTURE AND THE EFFECTS OF DISORDER IN THE ELECTRONIC STRUCTURE
OF THESE MATERIALS. AMONG THE EXISTING APPLICATIONS WE CAN MENTION THE USE OF THESE
FILMS AS ANTIGUIDE LAYERS IN SURFACE EMITTING LASERS, AS BUFFER LAYERS IN THE GAAS
HETERO-EPITAXY ONTO SI SUBSTRATES, AND AS INFRARED INTERFEROMETRIC FILTERS.
THE PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF HYDROGENATED AND NON-HYDROGENATED
NANOCRYSTALLINE GAAS FILMS USING THE RF MAGNETRON SPUTTERING TECHNIQUE WERE
FOCUSED HERE. AN ELECTRONIC GRADE GAAS WAFER TARGET AND AN ATMOSPHERE COMPOSED
OF VARIABLE AMOUNTS OF AR AND H2 WERE USED IN THE FILM DEPOSITIONS. WE HAVE
INVESTIGATED THE INFLUENCE OF AR AND H2 FLUXES ON COMPOSITION, STRUCTURE, AND OPTICAL
PROPERTIES OF THE FILMS. THE INFLUENCE OF SUBSTRATE TEMPERATURE AND DEPOSITION POWER
WERE ALSO ANALYZED.
X-RAY DIFFRACTION AND ENERGY DISPERSIVE ELECTRON ANALYSIS (EDX) WERE USED IN
THE ANALYSIS OF THE FILM STRUCTURE AND COMPOSITION, WHILE OPTICAL TRANSMITTANCE AND
REFLECTANCE MEASUREMENTS ALLOWED THE DETERMINATION OF THE OPTICAL ABSORPTION
COEFFICIENT AND REFRACTIVE INDEX OF THE FILMS. THE PRESENCE OF BONDED HYDROGEN IN THE
FILMS WAS CONFIRMED BY THE GA-H AND AS-H ABSORPTION BANDS USING FOURIER TRANSFORM
INFRARED SPECTRA (FTIR).
THE RESULTS SHOW THAT THE MICROSTRUCTURE, THE COMPOSITION, AND THE OPTICAL
PROPERTIES OF THE MATERIAL ARE STRONGLY INFLUENCED BY ALL THE INVESTIGATED PARAMETERS,
IN SPECIAL THE HYDROGEN FLUX USED IN THE DEPOSITIONS.
THE HYDROGENATED FILMS (H2 FLUX OF 3.0 SCCM / AR FLUX OF 20.0 SCCM) PRODUCED
AT RELATIVELY LOW POWER (30W) AND SUBSTRATE TEMPERATURE (60°C), HAVE PRESENTED THE
WIDEST OPTICAL GAP (1.48 EV) AND THE SMALLEST URBACH´S ENERGY (117 MEV), BEING
COMPATIBLE WITH THE BEST ELECTRONIC PROPERTIES OF THIS SERIES OF FILMS. THE INTENSITIES
AND WIDTHS OF THE X-RAY DIFFRACTION PEAKS OF THESE SAMPLES DID NOT PRESENT IMPORTANT
DIFFERENCES WITH THE ONES OF NON-HYDROGENATED FILMS PREPARED UNDER EQUIVALENT
CONDITIONS, WHILE THE CALCULATED OPTICAL PARAMETERS ARE STRONGLY DIFFERENT. THESE
COMBINED RESULTS INDICATE THAT THE HYDROGEN PASSIVATES A SIGNIFICANT AMOUNT OF
DEFECTS IN THE ELECTRONIC STRUCTURE OF THE FILMS. |
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Arquivo: |
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Criado: |
21/02/2008 ÀS 10:45:28 |
Atualizado: |
21/02/2008 ÀS 10:45:28 |
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