Nanoestruturas e efeitos de tamanho na epitaxia de compostos III-V
Humberto Rodriguez Gutierrez
TESE
Português
(Broch.)
T/UNICAMP G985n
Campinas, SP : [s.n.], 2001.
82 p. : il.
Orientador: Mônica Alonso Cotta
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin
Resumo: Neste trabalho abordamos temas relacionados com dois métodos de obtenção de nanoestruturas semicondutoras crescidas epitaxialmente. Todas as amostras foram crescidas usando um sistema de Epitaxia por Feixe Químico (CBE). De forma geral as amostras foram caracterizadas usando Microscopia...
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Resumo: Neste trabalho abordamos temas relacionados com dois métodos de obtenção de nanoestruturas semicondutoras crescidas epitaxialmente. Todas as amostras foram crescidas usando um sistema de Epitaxia por Feixe Químico (CBE). De forma geral as amostras foram caracterizadas usando Microscopia Eletrônica de Transmissão de Alta Resolução (HRTEM), Microscopia de Força Atômica (AFM) e Difração de Elétrons de Alta Energia (RHEED). Na primeira parte deste trabalho estudamos as mudanças na morfologia e no modo de crescimento de filmes homoepitaxiais de InP/InP quando estes são crescidos em regiões de área muito pequena. Neste sentido, estudamos as propriedades de escala dos filmes crescidos mediante o cálculo das funções de correlação da diferença das alturas e do produto das alturas. Mostramos que as mudanças observadas tanto no expoente de rugosidade como no comprimento de correlação paralelo à superfície - que sugerem mudanças no modo de crescimento - estão diretamente relacionadas com o tamanho da área em que ocorre o crescimento. Por outro lado, na segunda parte desta tese concentramos nossa atenção no estudo de nanoestruturas autoformadas em sistemas tensionados. Neste caso caracterizamos a transição de formas de fios para pontos quânticos de InAs crescidos em substratos de InP. Realizamos um estudo sobre a influência de diferentes parâmetros tais como taxa de crescimento, quantidade de material depositado, tipos de substratos (vicinais ou não) e morfologia da superfície na formação dos nanofios de InAs. Nossos resultados sugerem que os nanofios de InAs são formas metaestáveis que se originam por uma difusão anisotrópica na camada buffer de InP durante a deposição da primeira monocamada de InAs. Estes evoluem para uma forma mais estável (ilhas) durante o recozimento das amostras. Os mecanismos que originam esta transição são discutidos usando um modelo dinâmico existente na literatura. Um estudo in situ foi realizado com o RHEED sobre a formação e evolução temporal das facetas cristalinas que aparecem nestas nanoestruturas. Estes resultados também são discutidos usando o mesmo modelo dinâmico. Na última parte deste trabalho discutimos ainda alguns aspectos relacionados com a organização vertical destas nanoestruturas quando elas são crescidas em sistemas de multicamadas InAs/InP
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Abstract: In this work we discuss issues related to two different methods to obtain epitaxially grown semiconductor nanostructures. The samples were grown by Chemical Beam Epitaxy (CBE) and characterized by High Resolution Transmission Electron Microscopy (HRTEM), Atomic Force Microscopy (AFM) and...
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Abstract: In this work we discuss issues related to two different methods to obtain epitaxially grown semiconductor nanostructures. The samples were grown by Chemical Beam Epitaxy (CBE) and characterized by High Resolution Transmission Electron Microscopy (HRTEM), Atomic Force Microscopy (AFM) and Reflection High-Energy Electron Diffraction (RHEED). In the first part of this work, we studied the changes in the morphology and growth mode of homoepitaxial InP/InP films due to a reduction in the growing area size. Scaling properties of the grown films were obtained by analyzing the behavior of the height-height correlation function and the height product correlation function. We show here that both the roughness exponent and the correlation length parallel to the surface change depending on the size of the area in which growth takes place. The second part of this thesis focused on the study of self-assembled nanostructures obtained in strained heteroepitaxial systems. In this case, we characterized the shape transition from quantum wires to quantum dots of InAs grown on InP substrates. We studied the influence of different parameters such as growth rate, growth time, substrate type (nominal or vicinal) and initial surface morphology on the formation of the InAs quantum wires. Our results suggest that the quantum wires are a metastable shape originated by the anisotropic diffusion over the InP buffer layer during the deposition of the first InAs monolayer. The wires evolve to a more stable shape (dot) during the sample annealing. The mechanisms originating this transition are discussed using a dynamic model existing in literature. We have also made an in-situ study by RHEED of the facets formation and evolution during the self-assembling process. These results are discussed within the same dynamic model. Finally we discuss the vertical organization of these nanostructures when multi-layered InAs/InP systems are grown
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Cotta, Mônica Alonso, 1963-
Orientador
Quivy, Alain Andre
Avaliador
Ribeiro, Gilberto Medeiros
Avaliador
Ugarte, Daniel Mario, 1963-
Avaliador
Nanoestruturas e efeitos de tamanho na epitaxia de compostos III-V
Humberto Rodriguez Gutierrez
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Humberto Rodriguez Gutierrez
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