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Type: Tese de Doutorado
Title: Nanomembranas Semicondutoras: uma nova plataforma para a investigação de fenômenos estruturais e eletrônicos
Authors: Barbara Luiza Teixeira Rosa
First Advisor: Angelo Malachias de Souza
First Co-advisor: Paulo Sérgio Soares Guimarães
First Referee: Juan Carlos Gonzalez Perez
Second Referee: Odilon Divino Damasceno Couto Júnior
Third Referee: Mario Sergio de Carvalho Mazzoni
metadata.dc.contributor.referee4: Sukarno Olavo Ferreira
Abstract: Nesta tese apresentamos um estudo sobre as propriedades estruturais e eletrônicas de heteroestruturas semicondutoras epitaxiais livres do substrato original, conhecidas como nanomembranas semicondutoras. Nosso enfoque encontra-se na versatilidade dada a estes sistemas, uma vez que a sua fabricação possibilita-nos investigar diversas propriedades presentes em materiais epitaxiais, apenas depositando-os sobre substratos específicos de interesse. Os resultados observados mostram que Utilizamos técnicas de microscopia eletrônica de transmissão (TEM), difração de raio-X e microscopia/espectroscopia de varredura por tunelamento (STM/S) para a investigação destes pontos quânticos. A investigação das propriedades estruturais, que faz uso das duas primeiras técnicas citadas, permitiu-nos observar diretamente um relaxamento anisótrópico nestas nanoestruturas tridimensionais a partir de uma análise estatística de 164 ilhas observadas por TEM. Além das ilhas completamente coerentes ou completamente relaxadas, encontramos um conjunto de ilhas formadas pelo relaxamento parcial e anisotrópico do parâmetro de rede do material tensionado, que nos levou a conclusões acerca dos processos de relaxamento da deformação (strain) durante o crescimento de ilhas III-V. O segundo trabalho, no qual estudamos pontos quânticos de InAs, descobertos e cobertos por GaAs, a partir da técnica de STM/S, permitiu-nos observar estados de energia discretos da heteroestrutura, compatíveis com os presentes na literatura, através de uma metodologia extremamente simples de praparação da amostra (nanomembrana), transferida para um substrato de Au. Níveis de energia foram observados em ilhas cobertas, mesmo com a presença de uma camada de óxido nativo. Cálculos das energias destes niveis validam a intepretação dos resultados obtidos experimentalmente.
Abstract: In this thesis we present a study of the structural and electronic properties of semiconductor heterostructures, released from their original substrate. The investigated systems were prepared with InAs quantum points grown on GaAs. Our focus is on to explore the versatility of nanomembrane manufacturing, providing new possibilities for the study of structural and electronic characteristics of epitaxially grown materials. Transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction and scanning tunneling microscopy/spectroscopy (STM/S) techniques were used to investigate the islands of InAs / GaAs transferred to different substrates of interest. The study of structural properties, which makes use of the first two techniques mentioned, allowed us to directly observe anisotropic relaxation in these three-dimensional nanostructures from the statistical analysis of 164 islands observed by TEM. In addition to the completely coherent or completely relaxed islands we have observed a set of islands formed by the partial and anisotropic relaxation of the lattice parameter of the strained material, which led us to infer mechanisms of the strain relaxation processes that take place during the growth of III-V islands . The second work, in which we studied islands of InAs uncapped and capped by GaAs using STM/S, allowed the observation of energy states of the heterostructure that are compatible with those previously reported in the literature. The main advantage here is the use of an extremely simple method of sample preparation (nanomembrane), which is transferred to a Au substrate. Discrete energy levels were observed in capped islands, even with the presence of a layer of native oxide. Calculations of the energies of these levels validate the interpretation of the results obtained experimentally.
Subject: Pontos quânticos
Nanomembranas
Física
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/SMRA-BDXPMX
Issue Date: 11-Jun-2018
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