Caracterização óptica de filmes semicondutores usando espectros de transmitância e refletância

• Processo: 12/01395-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2012
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2012
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Geral
• Pesquisador responsável: Jose Humberto Dias da Silva
• Beneficiário: Carlos Guilherme Gonçalves de Azevedo
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências (FC). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Bauru. Bauru , SP, Brasil
• Assunto(s): Filmes finos Estrutura eletrônica Fotocatálise Semicondutores Refletância total atenuada Propriedades ópticas Espectrofotômetros
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: constantes ópticas | Estrutura eletrônica | Filmes semicondutores | métodos para cálculo | refletância | transmitância | Filmes Semicondutores

Resumo

Alguns métodos existentes propiciam a obtenção de valores do índice de refração, coeficiente de absorção, e espessura de filmes finos, entretanto esses métodos muitas vezes utilizam procedimentos com pouco rigor ou são bastante limitados por aproximações. Neste trabalho propõe-se o desenvolvimento de um método para cálculo de constantes ópticas filmes finos semicondutores a partir de espectros de transmitância e refletância. Nos cálculos serão utilizadas expressões completas para a transmitância e a refletância, derivadas diretamente das equações de Maxwell. As expressões usadas levam em conta as reflexões múltiplas coerentes nos filmes e as reflexões múltiplas incoerentes nos substratos. Na aplicação do método em filmes homogêneos de faces planas e paralelas, visa-se uma precisão de determinação da ordem 1%, para a faixa de energias entre 0,5 e 6,0 eV, e espessuras entre 100 e 2000 nm. As medidas de transmitância e refletância serão feitas em espectrofotômetro equipado com esfera integradora (Perkin-Elmer L1050) na faixa de comprimentos de onda entre 200 nm a 3300 nm. O método para cálculo será embasado em ajuste das constantes ópticas na região das franjas de interferência do espectro e em cálculo iterativo para a faixa do espectro de alta absorção. Um refinamento subseqüente será feito utilizando comparações entre os espectros calculados e os experimentais de refletância e transmitância, possibilitando convergência consistente com os espectros medidos. O método será aplicado inicialmente para a determinação das constantes ópticas em filmes de GaSe obtidos por evaporação térmica, e filmes de GaN e TiO2 dopados, depositados por sputtering reativo. Esses materiais vêm sendo aplicados em dispositivos fotocondutores, como semicondutores magnéticos diluídos, e em processos de fotocatálise respectivamente. O uso das constantes ópticas calculadas permitirá a análise de relações entre propriedades ópticas e estrutura eletrônica dos materiais estudados.(AU)