Estudo das propriedades elétricas dos filmes de diamantes dopados com boro

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: Jackson Ribeiro de Oliveira
• Orientador(a): Maurício Ribeiro Baldan, João Roberto Moro
• Banca de defesa: Adriana Faria Azevedo, Sidney Domingues
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores
• País: BR
• Resumo em Inglês: This work was developed with the aim of studying semiconductor devices based on the diamond. We conducted studies of diamond films by inserting boron in its molecular structure to change their transport properties. For film growth, we used the technique of chemical vapor deposition (In English, chemical vapor deposition - CVD). This technique involves chemical reaction in the gas phase, where gases containing the desired chemicals react on the substrate surface using a variety of techniques. First we did a variation of doping in diamond films and realize its characterization. This variance showed that with the increase of doping, there is a decrease in the grain size of diamond nucleation decreased because of the inclusion of boron in the structure, disappearance of some crystals through erosion or decomposition and following the same principle thickness the film decreases with increasing doping. Morphological analyzes were also applied, via SEM may determine the variation of the crystal structure and thickness, and also with the aid of Raman, which can prove the presence of diamond in the composition of the sample peak characteristic of the material. Second, analyze the electrical behavior of all samples of different doping. For this analysis, both techniques were used, the method ends and four Hall Effect. Both were analyzed with a temperature variation of 10 to 300 K. Method for the four corners, it was possible to analyze the semi conductive behavior material, it means, the resistance decreased with increasing temperature. It was also observed that in one temperature range, the current transmission behavior follows the hopping mechanism, and this range is wide for each type of doping. For this purpose hall, it was possible to determine the density of carriers in the samples through the hall voltage. This density is increased doping as in the films was increased.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2012/10.26.14.42

Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de estudar dispositivos semicondutores tendo como base o diamante. Realizamos estudos dos filmes de diamantes, inserindo boro na sua estrutura molecular para alterar suas propriedades de transporte. Para o crescimento do filme, foi utilizada a técnica de deposição química na fase vapor (Em inglês, \textit{chemical vapor deposition} - CVD). Esta técnica envolve reação química na fase de gás, onde gases contendo os elementos químicos desejados reagem na superfície do substrato usando uma variedade de técnicas. Primeiramente fizemos uma variação de dopagem nos filmes de diamantes e realizamos a sua caracterização. Esta variação mostrou que, com o aumento da dopagem, temos uma diminuição no tamanho dos grãos de diamantes, uma diminuição da nucleação por causa da inserção de boro na estrutura, desaparecimento de alguns cristais através da erosão ou decomposição e seguindo o mesmo princípio a espessura do filme diminui com o aumento da dopagem. Também análises morfológicas foram aplicadas, podendo determinar através do MEV a variação da estrutura cristalina e a espessura, e também com o auxílio do RAMAN, onde se pode comprovar a presença do diamante na composição da amostra pelo pico característico do material. Segundo, analisamos o comportamento elétrico de todas as amostras das diferentes dopagens. Para esta análise duas técnicas foram utilizadas, o método de quatro pontas e o efeito Hall. Ambos foram analisados com uma variação de temperatura entre 10 a 300 K. Para o método de quatro pontas, foi possível analisar o comportamento semicondutivo do material, ou seja, a resistência diminuiu com o aumento da temperatura. Também foi observado que em uma faixa de temperatura, o comportamento de transporte de corrente obedece ao mecanismo \textit{hopping}, sendo que esta faixa varia de largura para cada tipo de dopagem. Para o efeito hall, foi possível determinar a densidade de portadores nas amostras, através da tensão hall. Esta densidade é aumentada conforme a dopagem nos filmes foi aumentada.