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Crescimento e caracterização estrutural de nanoestruturas semicondutoras baseadas na liga InP

Autor(es):
José Roberto Ribeiro Bortoleto
Número total de Autores: 1
Tipo de documento: Tese de Doutorado
Imprenta: Campinas, SP. , gráficos, ilustrações.
Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Física Gleb Wataghin
Data de defesa:
Membros da banca:
Mônica Alonso Cotta; Wagner Nunes Rodrigues; Harry Westfahl Junior; Eliermes Arraes Meneses; Peter Alexander Bleinroth Schulz
Orientador: Mônica Alonso Cotta
Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física
Indexada em: Base Acervus-UNICAMP; Biblioteca Digital da UNICAMP
Localização: Universidade Estadual de Campinas. Biblioteca Central Cesar Lattes; B648c; Universidade Estadual de Campinas. Biblioteca do Instituto de Física Gleb Wataghin; B648c
Resumo

Neste trabalho estudamos os mecanismos de crescimento durante a epitaxia de estruturas III-V baseadas na liga InP. Em particular, o principal objetivo foi correlacionar os mecanismos cinéticos durante a nucleação de nanoestruturas auto-formadas com as propriedades estruturais da camada que serve de substrato. Todas as amostras foram crescidas usando um sistema de epitaxia por feixe químico (CBE). De forma geral as amostras foram caracterizadas usando microscopia de força atômica (AFM), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), difração de elétrons de alta energia (RHEED) e difração de raios-X. Na primeira parte deste trabalho correlacionamos as mudanças morfológicas nos filmes homoepitaxiais de InP com o padrão de RHEED exibido durante o crescimento epitaxial. Mostramos que as mudanças morfológicas de 3D para 2D com os parâmetros de crescimento estão diretamente relacionadas com as reconstruções superficiais 2x1 e 2x4, respectivamente. Além disso, indicamos que a formação de defeitos morfológicos é devido à dimerização In-P, através da ativação local do mecanismo de bias na difusão. Por outro lado, também investigamos o efeito dos parâmetros de crescimento (temperatura, taxa de crescimento e quantidade de material) na nucleação e auto-formação de ilhas de InP sobre InGaP/GaAs. Na segunda parte desta tese concentramos nossa atenção no efeito das propriedades da camada buffer de InGaP sobre nanoestruturas auto-formadas, principalmente sobre a sua organização espacial. Para tanto, em primeiro lugar, investigamos as propriedades de bulk da liga de InGaP e a dependência com os parâmetros de crescimento. Nossos resultados mostram que o InGaP exibe tanto ordenamento atômico de rede quanto modulação de composição. Estes dois fenômenos estão correlacionados com o tipo de reconstrução superficial. Em específico, a liga de InGaP apresenta ordenamento CuPtB quando a superfície exibe reconstrução superficial 2x1, conforme descrito na literatura. Por outro lado, a reconstrução superficial 2x4 desempenha um papel importante no fenômeno de modulação de composição. De fato, tanto a modulação de composição quanto a morfologia superficial do filme depende dos mecanismos cinéticos de superfície, que envolvem tanto os átomos adsorvidos de In quanto de Ga. Por fim mostramos que a modulação de composição na liga de InGaP pode organizar espacialmente a nucleação de ilhas de InP em uma rede quadrada. Além disso, mostramos que é possível criar redes bidimensionais de pontos quânticos de InAs/GaAs a partir do arranjo espacialmente ordenado das ilhas de InP/InGaP (AU)

Processo FAPESP: 00/00749-1 - Análise de sistemas semicondutores tensionados: crescimento e transporte em quantum dots
Beneficiário:José Roberto Ribeiro Bortoleto
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado