Estudo experimental e teórico de nanoestruturas epitaxiais semicondutoras derivadas de compostos III-V

• Processo: 98/12779-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 1999
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2004
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Gennady Gusev
• Beneficiário: Gennady Gusev
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Auxílio(s) vinculado(s): 02/10711-7 - Ivan Costa da Cunha Lima | Instituto de Física/UERJ - Brasil, AV.BR; 00/05564-0 - Juergen Furthmuller | Institute fur Festkorpertheorie und Theoretische Optik - Alemanha, AV.EXT; 00/06022-6 - Yuri Alexander Pusep | Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia/UFSCAR - Brasil, AV.BR
• Bolsa(s) vinculada(s): 04/11822-2 - Estudo teórico de materiais para aplicação em spintrônica, BP.PD; 03/09398-5 - Crescimento e aplicacao de pontos quanticos de inas auto-organizados emitindo em 1.3 e 1.55 micrometros., BP.PD; 02/09268-1 - Propriedades eletronicas e oticas de nanoestruturas de semicondutores magneticos diluidos ( iii, mn )v., BP.PD; + mais bolsas vinculadas 02/05122-2 - Transporte eletronico em sistemas mesoscopicos., BP.PD; 01/14106-8 - Crescimento, caraterizacao e aplicacao de pontos quanticos de inas auto-organizados., BP.PD; 02/02335-5 - Caracterizacao optica de multiplos pocos quanticos de ai(z)ga(1-z)n/gan cubico e de filmes finos de scn., BP.PD; 01/07711-2 - Espectroscopia raman de nitretos e de heteroestruturas semicondutoras., BP.PD; 00/12127-5 - Propriedades estruturais, eletronicas e termodinamicas de ligas ternarias formadas por nitretos do grupo-iii., BP.PD; 00/10562-6 - Propriedades opticas e de transporte de pontos quanticos auto-organizados em ligas semicondutoras de "ingan"., BP.DR; 00/03942-7 - Fotoluminescencia em pocos quanticos de gan/ingan/gan., BP.MS; 99/07874-7 - Estudo de propriedades estruturais e opticas de ligas de inxga1-xn e de baixa dimensionalidade baseadas nestas ligas., BP.PD; 99/06804-5 - Propriedades eletronicas de heteroestruturas semicondutoras iii-v crescidas em direcoes (11n)., BP.PD - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Materiais nanoestruturados Dispositivos eletrônicos Semicondutores Problemas de muitos corpos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dispositivos Eletronicos | Filmes Epitaxiais | Mbe | Muitos Corpos | Nanoestruturas

Resumo

O tema do presente projeto é o estudo experimental e teórico de nanoestruturas semicondutoras ou sistemas de baixa dimensionalidade baseados em compostos das colunas III-V da tabela periódica. O projeto refere-se ao crescimento e estudo básico(experimental/teórico) e aplicado de nanoestruturas epitaxiais semicondutoras crescidas por "Molecular Beam Epitaxy" (MBE) derivadas de GaAs/AlGaAs, GaAs/InGaAs, GaAs/AlInAs, GaN/InGaN, GaN/AlGaN e suas dopagens tipo n e p. O projeto se desenvolverá no Laboratório de Novos Materiais Semicondutores do Instituto de Física da USP por uma equipe de cinco professores deste Instituto em tempo integral, um professor da Universidade São Francisco, dois pós-doutorandos da FAPESP, dois técnicos de laboratório de nível médio, um técnico administrativo nível superior, treze estudantes de doutorado (6 da FAPESP), 5 de mestrado (1 da FAPESP) e três de iniciação científica. Nos últimos cinco anos o LNMS formou 6 doutores, 14 mestres e publicou 88 trabalhos em revistas internacionais. Dentro do tema do projeto, a equipe do LNMS desenvolve várias linhas de pesquisa, entre elas o crescimento e preparação de amostras para a pesquisa básica e para a fabricação de dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos. A parte referente à fabricação e caracterização dos dispositivos é desenvolvida em parceria com o Laboratório de Microeletrônica (LME) da Escola Politécnica da USP. As amostras são crescidas no MBE do Laboratório e são baseadas nos elementos Ga, As, AI, In e no dopante Si. Além das amostras crescidas para o desenvolvimento das linhas de pesquisa do próprio LNMS, desde 1991, são crescidas amostras para outros grupos do país. O projeto contempla para os próximos anos a continuação na produção de amostras que apresentem confinamento de buracos, incluindo estruturas com dopagens planares tipo p, estruturas planares dentro de poços, em ligas, etc. Estas amostras serão usadas para investigar conceitos básicos fundamentais como efeitos de muitos corpos em um gás de buracos em um semicondutor. Amostras de super-redes tipo n e tipo p serão crescidas para serem usadas no estudo de transporte vertical através de minibandas nestas nanoestruturas objetivando confirmação de predições téoricas feitas pelo grupo. Sistemas constituídos por pontos quânticos auto-organizados continuarão a ser fabricados e estudados por várias técnicas experimentais e teóricas. Serão nos próximos anos estudadas as propriedades de transporte de um gás de elétrons bidimensional acoplado a estes pontos quânticos e às propriedades de transporte de um gás de elétrons quasi-tridimensional de alta mobilidade confinado em poços quânticos parabólicos construídos no laboratório. Aproveitando o trabalho já feito em teoria e as excelentes instalações do LNMS para campos altos e baixas temperaturas serão feitos nos próximos anos os estudos das propriedades de um gás de elétrons e um gás de buracos confinados em duas dimensões na presença de um campo magnético. Dando continuidade à linha de pesquisa que envolve particularmente os HI-V nitretos, estaremos nos próximos anos passando da etapa que envolve o estudo das propriedades "bulk" dos materiais para aquela envolvendo as heteroestruturas. Atenção será dada ao estudo de poços quânticos de GaN/InGaN e GaN/AIGaN e às respectivas dopagens tipo n(Si) e p(Mg) nestes materiais. (AU)

Publicações científicas

(11)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

FERNANDEZ, J. R. L.; CERDEIRA, F.; MENESES, E. A.; BRASIL, M. J. S. P.; SOARES, J. A. N. T.; SANTOS, A. M.; NORIEGA, O. C.; LEITE, J. R.; AS, D. J.; KÖHLER, U.; et al. Optical and x-ray diffraction studies on the incorporation of carbon as a dopant in cubic GaN. Physical Review B, v. 68, n. 15, p. 155204-1-155204-7, Oct. 2003. (01/01067-4, 98/12779-0)

MARTINI, S.; QUIVY, A. A.; SILVA, M. J. DA; LAMAS, T. E.; SILVA, E. C. F. DA; LEITE, J. R.; ABRAMOF, E.. Ex-situ investigation of indium segregation in InGaAs/GaAs quantum wells using high-resolution x-ray diffraction. Journal of Applied Physics, v. 94, n. 11, p. 7050-7052, Dec. 2003. (01/14106-8, 98/12779-0, 00/12529-6, 99/10510-7, 99/08979-7)

DUARTE, C. A.; SILVA, E. C. F. DA; QUIVY, A. A.; SILVA, M. J. DA; MARTINI, S.; LEITE, J. R.; MENESES, E. A.; LAURETO, E.. Influence of the temperature on the carrier capture into self-assembled InAs/GaAs quantum dots. Journal of Applied Physics, v. 93, n. 10, p. 6279-6283, May 2003. (99/08979-7, 95/05651-0, 98/12779-0, 00/08794-6)

DA SILVA‚ MJ; MARTINI‚ S.; LAMAS‚ TE; QUIVY‚ AA; DA SILVA‚ ECF; LEITE‚ JR. Low growth rate InAs/GaAs quantum dots for room-temperature luminescence over 1.3 µm. Microelectronics Journal, v. 34, n. 5, p. 631-633, 2003. (98/12779-0, 99/08979-7)

RUDNO-RUDZI{\’N}SKI‚ W.; RYCZKO‚ K.; S{\K{E}}K‚ G.; MISIEWICZ‚ J.; DA SILVA‚ MJ; QUIVY‚ AA. Photoreflectance study of energy level structure of self-assembled InAs/GaAs quantum dots emitting at 1.3 µm. Solid State Communications, v. 135, n. 4, p. 232-236, 2005. (02/10185-3, 98/12779-0)

FERNANDEZ‚ JRL; CERDEIRA‚ F.; MENESES‚ EA; BRASIL‚ M.; SOARES‚ J.; SANTOS‚ AM; NORIEGA‚ OC; LEITE‚ JR; AS‚ DJ; KÖHLER‚ U.; et al. Optical and x-ray diffraction studies on the incorporation of carbon as a dopant in cubic GaN. Physical Review B, v. 68, n. 15, p. 155204, 2003. (01/01067-4, 98/12779-0)

MARTINI, S.; QUIVY, A. A.; SILVA, E. C. F. DA; LEITE, J. R.. Real-time determination of the segregation strength of indium atoms in InGaAs layers grown by molecular-beam epitaxy. Applied Physics Letters, v. 81, n. 15, p. 2863-2865, Oct. 2002. (98/14489-0, 97/07974-6, 98/12779-0)

FERNANDEZ, J. R. L.; CERDEIRA, F.; MENESES, E. A.; SOARES, J. A. N. T.; NORIEGA, O. C.; LEITE, J. R.; AS, D. J.; KÖHLER, U.; SALAZAR, D. G. P.; SCHIKORA, D.; et al. Near band-edge optical properties of cubic GaN with and without carbon doping. Microelectronics Journal, v. 35, n. 1, p. 73-77, Jan. 2004. (01/01067-4, 98/12779-0)

T. E. LAMAS; A. A. QUIVY. InGaAs embedding of large InAs quantum dots obtained by pulsed in deposition for long-wavelength applications. Brazilian Journal of Physics, v. 36, p. 405-407, 2006-06-00. (03/09398-5, 02/10185-3, 98/12779-0)

LAMAS‚ T. E.; QUIVY‚ A. A.; MARTINI‚ S.; SILVA‚ M. J.; LEITE‚ J. R.. Smooth p-type GaAs(001) films grown by molecular-beam epitaxy using silicon as the dopant. Thin Solid Films, v. 474, n. 1/2, p. 25-30, Mar. 2005. (99/08979-7, 98/12779-0, 02/10185-3, 95/05651-0, 99/10510-7, 01/14106-8)

LAMAS‚ TE; MARTINI‚ S.; DA SILVA‚ MJ; QUIVY‚ AA; LEITE‚ JR. Morphological and optical properties of p-type GaAs (001) layers doped with silicon. Microelectronics Journal, v. 34, n. 5, p. 701-703, 2003. (98/12779-0, 01/14106-8, 99/10510-7, 99/08979-7, 95/05651-0)