Propriedades de transporte eletrônico em filmes de diamante crescidos por deposição de vapores químicos.

• Main Author: Berengue, Olivia Maria
• Other Authors: Chiquito, Adenilson José
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de São Carlos 2016
• Subjects: Física do estado sólido; Semicondutores; Transporte eletrônico; Filmes finos; CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
• Online Access: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/4995

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1478.pdf: 1225463 bytes, checksum: 131c60e9d5e415f087a994cf42e62ca3 (MD5) Previous issue date: 2007-02-27 === Universidade Federal de Minas Gerais === In this work it was investigated some fundamental properties of undoped and Borondoped (p-type) synthetic diamond films. It was investigated the influence of the cleaning process on the surface s quality in order to produce better metal-diamond electrical contacts. Two cleaning processes were used: chemical and physical (thermal treatment). The Raman spectroscopy was used as a fundamental tool in order to quantify the changes in the samples surfaces after both treatments. It was observed an increase of the resistivity, and consequently a decrease of the superficial conductivity. This fact was related to non-diamond layers remotion being confirmed by current-voltage measurements. These curves show the Space Charge Limited Currents (SCLC) as the dominant conduction process in the samples revealing the expected insulator character of the undoped films. It was also investigated the presence of charge localization effects (due to the presence of deep levels) using the admittance spectroscopy. It was found two impurity centers with activation energies around 34-74 meV and 340-360 meV. They are related to the activation of non-Boron deep levels and Boron acceptors, respectively. The most important conclusion in this case is that the presence of these levels suggests different conduction mechanisms acting on the samples; this hypothesis was confirmed by temperature dependent resistivity measurements. Moreover, it was confirmed the hopping process as the dominant conduction mechanism in a large range of temperatures. Additionally, it was determined the spatial extension of the wave function associated to the carriers. All these previous data on the transport mechanisms in diamond films have motivated the development of a device which was primarily designed to be used as a temperature sensor. Characteristics such as sensibility, resolution and time response were well determined. The device presented a reliable behavior and good reproducibility even under influence of external parameters like light and magnetic fields. === Neste trabalho foram investigadas experimentalmente algumas propriedades fundamentais para a caracterização elétrica de filmes de diamante sintéticos não dopados e dopados com Boro (tipo-p). Estudou-se a influência dos processos de limpeza na qualidade da superfície dos filmes de diamante para a fabricação de bons contatos elétricos metal-diamante, através de dois processos de limpeza: químico e físico (tratamento térmico). A espectroscopia Raman foi usada como uma ferramenta fundamental para quantificar as alterações ocorridas na superfície das amostras após os processos de limpeza. Observou-se o aumento considerável da resistividade e, conseqüentemente, a redução da condutividade superficial, o que está associado à remoção de camadas não-diamante em ambos os processos de limpeza. Os resultados foram confirmados por medidas de corrente-voltagem, apontando o processo Space Charge Limited Currents (SCLC) como predominante nas amostras estudadas. Desta forma, evidencia-se o caráter isolante dos filmes, característica esperada para filmes não dopados. Foi também investigada a presença de efeitos ligado à localização de cargas (devido à presença de níveis profundos) usando a espectroscopia de admitância. Observou-se dois centros de impurezas com energias 34-74 meV e 340-360 meV, relacionadas à ativação de níveis profundos não-Boro e à ativação do Boro aceitador, respectivamente. A presença destas duas energias de ativação sugere fortemente que diferentes mecanismos de condução estão atuando nas amostras, o que se confirmou com a análise das medidas de resistividade em função da temperatura. Tais medidas apontam o mecanismo hopping como o processo de condução dominante em um grande intervalo de temperatura. Neste caso, um parâmetro fundamental como a extensão da função de onda que descreve os portadores foi determinada. O prévio conhecimento sobre os mecanismos de transporte em filmes de diamante motivou o desenvolvimento de um dispositivo que pode ser usado como sensor de temperatura. Calculou-se a sensibilidade, resolução e tempo de resposta, características que se mostraram confiáveis e com boa reprodutibilidade mesmo em ambientes sujeitos a excitações externas como luz e campo magnético.