Propriedades eletronicas e estruturais do xenonio implantado em silicio amorfo / Electronic and structural properties of xenon in amophous silocon

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

Esta tese mostra um estudo realizado sobre implantação de xenônio (Xe) em uma matriz amorfa de silício (a-Si) utilizando a técnica de Deposição Assistida com Feixe de Íons (IBAD). Para esta finalidade, um feixe de íons de Xe com energia de 1500 eV, obtido de um canhão tipo Kaufman, foi utilizado para a realização de sputtering de um alvo de silício, produzindo um filme de a-Si em um substrato colocado a 15 cm de distância via deposição. Ao mesmo tempo outro feixe de íons de Xe, obtido por um segundo canhão de energia variável (0 a 300 eV), implantava átomos na rede do a-Si que estava em formação. Foi possível implantar concentrações de xenônio de até 5% com energia da ordem de 50 eV. Esta energia de implantação é de várias ordens de grandeza menor do que a energia utilizada no processo convencional de implantação que utiliza valores de energia de ordem de milhares de eV. Para investigar o Xe dentro da matriz amorfa de Si foram utilizadas técnicas de excitações atômicas XAS (X-Ray Absorption Spectroscopy), XPS (X-Ray Photoelectron Spectroscopy) e XAES (X-Ray Auger Excited Spectroscopy) e também simulações teóricas para XAS. Os resultados experimentais de XAS indicam que os átomos de Xe são implantados majoritariamente de forma dispersa pela matriz, isolados dentro de defeitos estruturais. Medidas de XPS mostram que os níveis eletrônicos de caroço dos átomos de xenônio são alterados em função do sítio de aprisionamento, que por sua vez, estão relacionados com a energia de implantação. Um estudo utilizando uma combinação de XPS e XAES permitiu identificar e separar as contribuições relativas às alterações eletrônicas observadas nos átomos de Xe devido a inserção deles dentro do a-Si. A análise destes resultados, XPS/XAES, forneceu indícios sobre os tamanhos das cavidades hospedeiras dos átomos de Xe. Simulações teóricas de XAS foram bastante satisfatórias e corroboram com as observações realizadas por XPS/XAES e indicam timidamente formações de aglomerados para alguns casos, ou seja, minoritariamente. Dependendo da energia de implantação, a dinâmica de crescimento do filme é alterada possibilitando estruturas diferentes na matriz. Foi também constatado que o aumento da densidade do a-Si por efeito de compactação pode ser mascarado pela introdução de elementos com massas relativamente grandes, como por exemplo, Xe

ASSUNTO(S)

xenon assisting implantation excitações atomicas atomic excitation silicio amorfo amorphous silicon xenonio implantação assistida

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