Growth and characterization of low dimensional structures for applications in the visible spectrum / Crescimento e caraterização de estruturas de baixa dimensionalidade para aplicações no espectro visivel

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

Os nitretos (Ga, Al, In)N assim como os compostos GaInP, GaCuO2, representam um sistema de materiais muito importante para as aplicações em opto-eletrônica e dispositivos tais como os diodos emissores de luz (LEDs), lasers e nanosensores. Entretanto, o requisito essencial para as aplicações industriais desses materiais é a redução em seus tamanhos. Neste trabalho foram crescidos materiais metálicos formados por nitretos de gálio e também de semicondutores do tipo GaInP, GaCuO2 na forma de estruturas 3D, pela técnica de deposição química de organometálicos em fase vapor (MOCVD). Foi utilizado como precursor organometálico (OM) o trimetil gálio Ga(CH3)3e o nitrogênio N2 como gás portador. A temperatura e a pressão foram controladas durante o crescimento variando entre 500 e 750 o C e 100 a 760 Torr, respectivamente. Duas classes de estruturas 3D foram obtidas a partir da decomposição total ou parcial do gás pre-cursor, devido a interação entre o OM e o substrato que gera diferentes morfologias: i) as ligas metálicas (Ga, Al, In) formando estruturas semelhantes a balões, cetros (hastes com terminações esféricas) e neurônios, todos apresentando uma fina membrana de carbono amorfo que reveste a estrutura. Após o crescimento, estas estruturas foram submetidas ao processo de nitretação sob atmosfera de NH3 para transformá-las em micro/nanocristais de GaN; ii) os fios semicondutores micro/nanométricos com uma esfera metálica em sua terminação (bambus e cetros) . Na formação de ambas as estruturas, os precursores OM são como moléculas catalisadoras do crescimento. Este crescimento é considerado como um método alternativo e original para se obter estruturas 3D. Uma possível associação com o modelo apresentado pelo mecanismo de crescimento Vapor-Líquido-Sólido (VLS), que utiliza uma partícula metálica para promover os nanotubos de carbono e os nanofios semicondutores, ainda está em discussão. Informações estruturais e ópticas dessas novas estruturas crescidas sobre substratos de Cu (grade de difração), Si (001), InP (policristalino) e Al/SiO2/Si (fotolitografia) foram obtidas através da caracterização por difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e de transmissão em alta resolução, espectroscopia por energia disper-siva, catodoluminescência e a espectroscopia de excitação por dois fótons. Nas amostras nitretadas, micro/nano cristais de GaN obtidos da liga de Ga aparecem impregnados no carbono turbostrático (folhas de carbono sem orientação obtidas do amorfo) que revestem as estruturas, e emitem na região do espectro l £ 365 nm, devido às suas dimensões quânticas. As hastes das estruturas do tipo bambus apresentam nódulos formados por discos monocristalinos de GaInP rotacionados de 60 o um em relação ao outro. Óxidos CuGaO2 e CuGa2O4compondo nanofios, denominados cetros, também foram obtidos

ASSUNTO(S)

materiais microestruturatos microstructure materials crescimento mocvd semiconductors nanowires caracterização estrutural e otica materiais nanoestruturados nanostructure materials structural and optical characterization nanofios semicondutores mocvd growth

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