Orientador: Ivan Emilio Chambouleyron

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

Resumo: Neste trabalho estão contidas informações experimentais relativas aos efeitos causados, nas propriedades opto-eletrônicas, pela introdução de nitrogênio em semicondutores amorfos à base de silício e de germânio. Segundo este estudo, tanto a presença de átomos nitrogênio, quanto a sua...

Resumo: Neste trabalho estão contidas informações experimentais relativas aos efeitos causados, nas propriedades opto-eletrônicas, pela introdução de nitrogênio em semicondutores amorfos à base de silício e de germânio. Segundo este estudo, tanto a presença de átomos nitrogênio, quanto a sua respectiva concentração (conforme determinada por meio de reações nucleares), são responsáveis por importantes modificações em várias das propriedades opto-eletrônicas, bem como características estruturais, dos mencionados semicondutores. Em linhas gerais, a presença de nitrogênio a baixas concentrações atua como uma impureza doadora nas versões hidrogenadas do a- Si e do a-Ge; a altas concentrações, no entanto, grandes mudanças nas propriedades opto- eletrônicas e estruturais são observadas. Todas as amostras foram depositadas, sob a forma de filmes finos, através da técnica de ri reactive sputtering em atmosferas controladas de Ar+(H2)+N2. Diferentes técnicas de espectroscopia (absorção óptica nas regiões de visível e infra-vermelho, espalhamento Raman e estudos de fotoemissão) foram empregadas para a análise das principais propriedades ópticas e eletrônicas destes semicondutores; segundo suas respectivas concentrações de nitrogênio. Uma atenção especial foi dedicada às caracterizações eletrônicas incluindo medidas de transporte (condutividade no escuro em função da temperatura) e estudos de fotoemissão através de espectroscopia de elétrons excitados por fótons com energias típicas de raios-x moles e ultra-violeta (XPS e UPS, respectivamente)

Abstract: This work presents experimental data referring to the effects resulting from the introduction of nitrogen into amorphous silicon and germanium. AlI the samples studied in this work were deposited as thin films using the rf reactive sputtering technique in highly controlled Ar+(H2)+N2...

Abstract: This work presents experimental data referring to the effects resulting from the introduction of nitrogen into amorphous silicon and germanium. AlI the samples studied in this work were deposited as thin films using the rf reactive sputtering technique in highly controlled Ar+(H2)+N2 gaseous atmospheres. It is shown that either the nitrogen presence and its content (as determined from nuclear reaction analysis measurements) are responsible for profound changes in several opto-electronic properties as well in the structure of the mentioned semiconductors. Roughly, nitrogen at low concentration levels acts as a donor-like impurity in both hydrogenated a-Si and a-Ge. High nitrogen contents, on the other hand, induce significant modifications in their optical band-gap and network structure. Different spectroscopic methods (optical absorpion, infra-red, Raman scattering and photoemission) were employed to analyze the main optical and electronic properties of these nitrogen containing semiconductors. Special emphasis was devoted to the electronic characterization, including transport measurements (dc dark conductivity as a function of temperature) and photoemission studies by means of x-ray and ultraviolet photoelectron spectroscopies (XPS and UPS, respectively)