Orientador: Ivan Emilio Chambouleyron

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: Neste trabalho apresentamos novos resultados relativos às propriedades semicondutoras de ligas amorfas hidrogenadas de germânio. Além das condições de preparação, reportamos também suas propriedades ópticas e de transporte. em função da composição dos materiais. Pela primeira vez é...

Resumo: Neste trabalho apresentamos novos resultados relativos às propriedades semicondutoras de ligas amorfas hidrogenadas de germânio. Além das condições de preparação, reportamos também suas propriedades ópticas e de transporte. em função da composição dos materiais. Pela primeira vez é apresentado um estudo sobre as propriedades estruturais e optoeletrônicas de filmes não estequiométricos, com banda proibida variável, de nitreto de germânio e ligas de germânio estanho preparados por rf sputtering e rf glow discharge. Alguns dos resultados mais importantes relativos às ligas de germânio-estanho são: a) A incorporação de Sn na rede do germânio diminui a banda proibida numa taxa constante de aproximadamente 12 meV/(at.% Sn); b) As amostras hidrogenadas possuem condutividade no escuro do tipo ativado; c) dependendo da temperatura de deposição e da presença de hidrogênio, pode ocorrer segregação de estanho metálico, d) Não foram detectadas bandas de vibração no infravermelho (entre 400 e 4000 cm-1) relativas às ligações Sn-H; e) sob as condições de preparação adotadas, todos os átomos de estanho parecem se ligar à rede do a-Ge numa configuração covalente tetragonal. Com relação às ligas de nitreto de germânio, os principais resultados são: a) A incorporação de nitrogênio aumenta a banda proibida da rede do germânio. Dependendo do método e das condições de preparação foram obtidos valores entre 0.7 a 3.6 eV; b) uma pequena quantidade de nitrogênio é suficiente para eliminar completamente a banda de absorção relativa à vibração Ge-H no espectro de infravermelho; c) a distância interatômica entre Ge e N foi determinada em 1.83 Þ, e não depende do conteúdo de nitrogênio. São apresentados ainda vários outros resultados relativos às ligas acima, assim como novos fatores relativos às propriedades ópticas e de transporte de germânio amorfo e ligas de silício germânio

Abstract: In this work some new features concerning the semiconductor properties of hydrogenated amorphous germanium alloys are presented. Together with the preparation conditions leading to these amorphous semiconductors, the dependence of their optical and transport properties as a function of...

Abstract: In this work some new features concerning the semiconductor properties of hydrogenated amorphous germanium alloys are presented. Together with the preparation conditions leading to these amorphous semiconductors, the dependence of their optical and transport properties as a function of material composition is reported. We report for the first time a study on the structural and optoelectronic properties of non-stoichiometric, variable band gap. germanium nitride and germanium tin films prepared by the rf sputtering and rf glow discharge methods. Some important findings concerning the a-Ge:Sn alloys follow: a) The incorporation of Sn atoms into the a-Ge network narrows the pseudo gap with a constant rate of approximately 12 meV/at% tin; b) the hydrogenated samples show an activated type, dark conductivity; c) depending on the deposition temperature and the presence of hydrogen, metallic segregation may occur; d) no Sn-H vibrations were detected in hydrogenated films in the 400-4000 cm-1 infrared range; e) under the preparation conditions reported here, all Sn atoms appear to bond to the a-Ge network in a covalent, tetrahedral configuration. Concerning the germanium nitride alloys the main findings are: a) Nitrogen incorporation widens the band gap of the Ge network. Values in the 0.7- 3.6 eV range are obtained. depending on the method and on the preparation conditions; b) a small nitrogen content, in the alloy is enough to eliminate completely the Ge-H absorption band in the infrared spectra; c) the interatomic distance between Ge and N is found to be 1.83 Þ, and does not, depend on the nitrogen content. Several other properties concerning the above two alloys, as well as new features concerning the optical and transport, properties of amorphous germanium and silicon germanium alloys, are discussed