Estudo experimental e teórico de nanoestruturas epitaxiais semicondutoras derivadas de compostos III-V

Resumo

O tema do presente projeto é o estudo experimental e teórico de nanoestruturas semicondutoras ou sistemas de baixa dimensionalidade baseados em compostos das colunas III-V da tabela periódica. O projeto refere-se ao crescimento e estudo básico(experimental/teórico) e aplicado de nanoestruturas epitaxiais semicondutoras crescidas por "Molecular Beam Epitaxy" (MBE) derivadas de GaAs/AlGaAs, GaAs/InGaAs, GaAs/AlInAs, GaN/InGaN, GaN/AlGaN e suas dopagens tipo n e p. O projeto se desenvolverá no Laboratório de Novos Materiais Semicondutores do Instituto de Física da USP por uma equipe de cinco professores deste Instituto em tempo integral, um professor da Universidade São Francisco, dois pós-doutorandos da FAPESP, dois técnicos de laboratório de nível médio, um técnico administrativo nível superior, treze estudantes de doutorado (6 da FAPESP), 5 de mestrado (1 da FAPESP) e três de iniciação científica. Nos últimos cinco anos o LNMS formou 6 doutores, 14 mestres e publicou 88 trabalhos em revistas internacionais. Dentro do tema do projeto, a equipe do LNMS desenvolve várias linhas de pesquisa, entre elas o crescimento e preparação de amostras para a pesquisa básica e para a fabricação de dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos. A parte referente à fabricação e caracterização dos dispositivos é desenvolvida em parceria com o Laboratório de Microeletrônica (LME) da Escola Politécnica da USP. As amostras são crescidas no MBE do Laboratório e são baseadas nos elementos Ga, As, AI, In e no dopante Si. Além das amostras crescidas para o desenvolvimento das linhas de pesquisa do próprio LNMS, desde 1991, são crescidas amostras para outros grupos do país. O projeto contempla para os próximos anos a continuação na produção de amostras que apresentem confinamento de buracos, incluindo estruturas com dopagens planares tipo p, estruturas planares dentro de poços, em ligas, etc. Estas amostras serão usadas para investigar conceitos básicos fundamentais como efeitos de muitos corpos em um gás de buracos em um semicondutor. Amostras de super-redes tipo n e tipo p serão crescidas para serem usadas no estudo de transporte vertical através de minibandas nestas nanoestruturas objetivando confirmação de predições téoricas feitas pelo grupo. Sistemas constituídos por pontos quânticos auto-organizados continuarão a ser fabricados e estudados por várias técnicas experimentais e teóricas. Serão nos próximos anos estudadas as propriedades de transporte de um gás de elétrons bidimensional acoplado a estes pontos quânticos e às propriedades de transporte de um gás de elétrons quasi-tridimensional de alta mobilidade confinado em poços quânticos parabólicos construídos no laboratório. Aproveitando o trabalho já feito em teoria e as excelentes instalações do LNMS para campos altos e baixas temperaturas serão feitos nos próximos anos os estudos das propriedades de um gás de elétrons e um gás de buracos confinados em duas dimensões na presença de um campo magnético. Dando continuidade à linha de pesquisa que envolve particularmente os HI-V nitretos, estaremos nos próximos anos passando da etapa que envolve o estudo das propriedades "bulk" dos materiais para aquela envolvendo as heteroestruturas. Atenção será dada ao estudo de poços quânticos de GaN/InGaN e GaN/AIGaN e às respectivas dopagens tipo n(Si) e p(Mg) nestes materiais. (AU)