Deposição de filmes finos de SnO2 e GaAs, e confecção de dispositivos baseados na heterojunção SnO2/GaAs/camada isolante

Resumo

O trabalho envolve a produção e caracterização elétrica e óptica de filmes finos, em etapas distintas. Etapa 1) Deposição de GaAs e SnO2 e Heterojunção GaAs/SnO2 : a) SnO2 dopado com íons terras-raras, depositado via sol-gel-dip-coating, b) GaAs. Será feita a incorporação do dopante terra-rara na matriz do semicondutor óxido (SnO2), onde possuem alta eficiência de emissão, e combinação de SnO2 com um semicondutor de alta mobilidade eletrônica (GaAs), visando separar os centros espalhadores de elétrons (íons terras-raras ionizados) da região de transporte elétrico. A investigação elétrica foto-induzida da interface entre os semicondutores será fundamental nesta etapa. Etapa 2) a) deposição de camada isolante, que deve ser de alumina (Al2O3), mas pode também ser de sílica (SiO2). O objetivo aqui é obter conhecimento para a confecção de um transistor transparente de efeito de campo, onde sobre a heterojunção SnO2/GaAs, será depositada uma camada isolante, preferencialmente Al2O3, isolante de alta constante dielétrica a baixa corrente de fuga. A camada de GaAs deverá ser depositada pela técnica de evaporação resistiva, mas poderão também ser usados substratos comerciais ou material obtido por técnicas mais sofisticadas, como MBE. O dopante terra-rara a ser usado será Eu3+, para luminescência no vermelho, e/ou Er3+, com emissão no infravermelho próximo. Serão analisadas as condições de deposição e as características elétricas dos filmes, principalmente no que concerne ao transporte elétrico foto-induzido da heterojunção. As medidas a serem realizadas na etapa 1 incluem: resistividade em função da temperatura, absorção ótica no UV-Vis e FTIR, difração de raios-X, capacitância, microscopia eletrônica de varredura, para avaliar as interfaces substrato/SnO2, substrato/GaAs e SnO2/GaAs, já que o canal de condução interfacial é um parâmetro fundamental para as propriedades de transporte. Na etapa 2, onde será depositada a camada isolante, serão avaliadas as condições de transporte longitudinal e transversal (corrente de fuga) no dispositivo construído (transistor transparente de efeito de campo). É prevista também a análise do controle de emissão do íon terra-rara a partir da modulação do canal de condução no dispositivo. O objetivo principal é desenvolvimento do conhecimento científico e tecnológico, e a contribuição para a confecção de dispositivos eletroluminescentes e/ou transistores transparentes de alta mobilidade eletrônica.