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A study of electronic and optical spectroscopies in a scanning tunneling microscope and in a scanning transmission electron microscope

Texto completo
Autor(es):
Yves Maia Auad
Número total de Autores: 1
Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
Imprenta: Campinas, SP.
Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Física Gleb Wataghin
Data de defesa:
Membros da banca:
Luiz Fernando Zagonel; Daniel Mário Ugarte; Fernando Loureiro Stavale Junior
Orientador: Luiz Fernando Zagonel
Resumo

O desenvolvimento desse trabalho foi convenientemente dividido em três partes. A primeira inicia com o Microscópio de Varredura de Tunelamento (STM), no qual medidas padrão da reconstrução 7x7 do Silício (111) foram realizadas e discutidas. O modelo Dimer-Adatom-Stacking Fault foi usado para comparar nossas medidas, que incluíam a densidade local de estados esperada e a distância entre os adatoms. Nós observamos imagens atomicamente resolvidas e espectros de espectroscopia de tunelamento de elétrons (STS) consistentes com a combinação de sinais de adatoms e de rest atoms. Os primeiros foram utilizados para determinar a resolução espacial da ponta e o último para lhe caracterizar a densidade de estados. Na segunda parte desse trabalho, nós desenvolvemos um sistema óptico de coleção para o mesmo STM usado na primeira parte. Esse projeto teve mais enfoque em instrumentação e o objetivo era desenvolver um sistema de alinhamento robusto que tivesse uma precisão aproximadamente 50 nm para poder usar um espelho de alta coleção e detectar emissão de fótons da junção túnel. O pré-alinhamento foi feito visualmente usando o conceito de magnificação infinita e o alinhamento fino foi feito com o sinal de luz emitido pela junção túnel. Nós coletamos luz emitida da junção via decaimento de plásmons de superfície excitados pela ponta no qual os picos de luminescência estavam centrados em aproximadamente ~!LSP = 1.75 eV e com fatores de qualidade de Q = 4:25. A eficiência quântica, definida como a razão entre os fótons emitidos por unidade de elétrons tunelados, foi estimada em 10????7-10????8 fótons/elétrons, dependendo das condições de tunelamento e de detecção. Na terceira parte desse trabalho, nós usamos um micróscopio eletrônico de varredura por transmissão (STEM) para também estudar modos de plásmons de superfície com resolução espacial nanométrica. Nós realizamos majoritariamente espectroscopia de ganho de energia de elétrons (sEEGS), no qual o trabalho focou em melhorar a densidade de potência ao mudar o acoplamento da iluminação externa por fibra ótica para o espaço livre. Estruturas invertidas e nanocubos de prata foram estudados e, para esse último, a probabilidade de acoplamento entre o elétron e o fóton melhorou 200x (AU)

Processo FAPESP: 17/00259-5 - Sistema ótico de alto desempenho para um microscópio de varredura de tunelamento
Beneficiário:Yves Maia Auad
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado