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Fabricação de multicamadas de Quantum Dots de PbTe por laser ablation

Autor(es):
Eugenio Rodriguez González
Número total de Autores: 1
Tipo de documento: Tese de Doutorado
Imprenta: Campinas, SP. , gráficos, ilustrações, tabelas.
Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Física Gleb Wataghin
Data de defesa:
Membros da banca:
Luiz Carlos Barbosa; Claudio Lenz Cesar; Oswaldo Luiz Alves; Iakov Veniaminovitch Kopelevitch; Mário Antônio Bica de Moraes
Orientador: Luiz Carlos Barbosa
Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
Indexada em: Base Acervus-UNICAMP
Localização: Universidade Estadual de Campinas. Biblioteca Central Cesar Lattes; T/UNICAMP; R618f; Universidade Estadual de Campinas. Biblioteca do Instituto de Física Gleb Wataghin; T/UNICAMP; R618f
Resumo

Esta tese foi dedicada a fabricação de filmes finos, quantum dots e multicamadas de materiais semicondutores IV-VI pela técnica de "pulsed-laser deposititon"(PLD). Na primeira parte do trabalho é detalhada a construção de uma instalação "home made" para PLD. O arranjo experimental construído esta baseado fundamentalmente num sistema de câmara de vácuo bombeado até ~ 1 x 10-7 mbar mediante uma bomba turbo-molecular. A ablação do alvo é produzida utilizando o segundo harmônico de um laser Quantel Nd:Yag (532 nm, 5ns, 20Hz, 165mJ/pulso) operando em modo Q-Switch. O feixe laser pulsado é focalizado a 45° sobre o alvo mediante uma lente de 30 cm de foco. O suporte do alvo é mantido girando durante a ablação para evitar a deterioração do mesmo produzido pela irradiação múltipla do feixe no mesmo lugar. Posteriormente fabricamos e caracterizamos filmes finos de PbTe e HgTe pela técnica de PLD. Foi estudada a influência dos parâmetros de crescimento, tais como a distância alvo- substrato, a fluência do laser e a pressão do gás ambiente nas propriedades morfológicas dos filmes. Escolhendo os parâmetros de crescimento adequados, foram obtidos filmes policristalinos, altamente orientados a praticamente livres de "splashing". Foi feito um estudo da dinâmica de expansão do plasma gerado pela ablação de PbTe através da análise da radiação emitida pela pluma. Medidas de espectroscopia de emissão óptica resolvida no tempo e no espaço revelaram a presença no plasma de espécies não ionizadas (PbI, TeI) e ionizadas uma vez (PblI, TelI). A velocidade das espécies não varia para pressões de argônio até 0,1 mbar, o qual sugere que a pluma se expande sem interações com as moléculas do gás ambiente nesta faixa de pressões. Para pressões acima de 0,5 mbar, aparece uma região de aumento na intensidade de emissão da pluma entre o alvo e o substrato. Esta região está associada ao aumento na densidade de espécies produzida por uma compressão da pluma. Foi proposto um modelo para explicar este fato. Finalmente reportamos a fabricação de multicamadas de SiO2 e QDs de PbTe. As nanopartículas do material semicondutor foram crescidas por "laser ablation" de um alvo de PbTe. A matriz vítrea foi fabricada pela técnica "Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition" (PECVD) utilizando o tetrametilortossilicato (TMOS) como precursor. A altemância entre as duas técnicas foi controlada por computador através de una interface usando o código Lab View. Imagens "cross section" de Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM) mostram camadas de quantum dots separadas entre si por camadas de SiO2. Foi estudada a influência do tempo de crescimento e da fluência do laser na densidade, tamanho e distribuição de tamanho das nanopartículas. Embora a maior parte das partículas observadas por HRTEM apareceram orientadas na Jireção (200), o padrão de difração de elétrons da multicamada revelou que não existe orientação preferencial para o crescimento dos QDs. Foram medidas a absorção, a luminescência e o tempo de relaxação das multicamadas (AU)

Processo FAPESP: 00/12079-0 - Obtencao e caracterizacao de filmes finos e particulados de compostos semicondutores (iv-vi) em substratos vitreos por laser "ablation".
Beneficiário:Eugenio Rodriguez Gonzalez
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado