Texto completo
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| Autor(es): |
Bruno César da Silva
Número total de Autores: 1
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| Tipo de documento: | Tese de Doutorado |
| Imprenta: | Campinas, SP. |
| Instituição: | Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Física Gleb Wataghin |
| Data de defesa: | 2020-03-27 |
| Membros da banca: |
Mônica Alonso Cotta;
Daniel Mário Ugarte;
Christoph Friedrich Deneke;
Evaldo Ribeiro;
Mauricio Pamplona Pires
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| Orientador: | Mônica Alonso Cotta; Fernando Iikawa |
| Resumo | |
Na primeira parte desta tese, apresentamos um estudo do crescimento de nanofios de fosfeto de gálio (GaP) catalisados por Au e crescidos por epitaxia de feixe químico. Mostramos que a nanopartícula pode se tornar instável, movendo-se na direção ±[110], dependendo das condições de crescimento. Apresentamos várias indicações do impacto desse fenômeno na morfologia dos nanofios, tais como a formação de uma nanoestrutura assimétrica. Além disso, essas nanoestruturas apresentam a fase hexagonal (Wurtzita) com baixa densidade de defeitos cristalográficos extendidos. A fase hexagonal no GaP foi prevista como um material de band gap direto com emissão na faixa espectral visível. No entanto, até o momento, existem poucas evidências experimentais sobre algumas informações básicas desse material relativamente novo. Assim, na segunda parte da tese, apresentamos uma série de dados de medidas ópticas obtidos por diversas técnicas, a fim de elucidar o valor exato do band gap fundamental, emissão excitônica e energias do splitting das bandas de valência. Nossos dados indicam a existência de um band gap óptico em 2.19 eV a 10 K, bem como um comportamento de band gap pseudo-direto, ou seja, uma transição eletrônica quase proibida por dipolo elétrico. Além disso, a partir desses dados propomos a origem e a natureza de impurezas não intencionais incorporadas no GaP, bem como de alguns defeitos pontuais, que apresentaram comportamentos ópticos distintos de acordo com as condições de crescimento. Por último, uma vez que o uso de ouro como catalisador tem alguns aspectos indesejados no crescimento de nanofios, além de não ser a melhor opção para a integração de nanofios de semicondutores III-V na tecnologia baseada em silício, analisamos catalisadores alternativos para o crescimento de nanofios de fosfeto de gálio (GaP) e arseneto de gálio (GaAs), tais como níquel (Ni) e estanho (Sn). Mostramos que o Ni pode ser usado com sucesso como catalisador em condições semelhantes relatadas para o ouro. No entanto, a dinâmica do crescimento tem uma mudança dramática, levando a nanoestruturas com características muito diferentes daquelas crescidas com o ouro, como a direção de crescimento <11-2>. Além disso, nanofios de alta razão de aspecto, dificilmente obtidos para compostos baseados em Ga catalisados por Au em nosso sistema CBE, devido à difusão superficial mais lenta do Ga e sua menor solubilidade em Au, podem ser crescidos em Si (100), apresentando emissões opticas adicionais não observadas em nanofios crescidos com Au (AU) | |
| Processo FAPESP: | 15/24271-9 - Junções P-N em nanofios semicondutores III-V: uma plataforma para estudos aplicados |
| Beneficiário: | Bruno César da Silva |
| Modalidade de apoio: | Bolsas no Brasil - Doutorado |