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http://hdl.handle.net/10773/9579
Title: | Structural and optical characterization of Mg-doped GaAs Nanowires |
Other Titles: | Caracterização ótica e estrutural de nanofios de GaAs dopados com Mg |
Author: | Falcão, Bruno Teixeira de Poças |
Advisor: | González Pérez, Juan Carlos Leitão, Joaquim Fernando Monteiro de Carvalho Pratas |
Keywords: | Engenharia física Nanomateriais Espectroscopia de Raman Fotoluminescência |
Defense Date: | 2011 |
Publisher: | Universidade de Aveiro |
Abstract: | No presente trabalho realizámos um estudo para avaliar a influência da
concentração de Mg nas propriedades óticas e estruturais de nanofios de
GaAs crescidos em substratos de Si(111) por epitaxia de feixes moleculares
assistida com partículas de Au. Nesse sentido, foram crescidas várias
amostras com concentrações de Mg que variaram na gama 5⋅1013 - 1⋅1018 cm-3.
A morfologia dos nanofios foi investigada por microscopia electrónica de
varrimento tendo revelado nanofios auto-sustentados com algumas dezenas
de microns de comprimento e sem nenhuma orientação particular. As medidas
de Raman polarizada em nanofios individuais revelaram a presença do modo
vibracional E2
H, o qual está relacionado com a fase wurzite, e o modo TO,
relacionado com a fase blenda de zinco. A presença de ambas as fases
também foi observada em todas as amostras a partir dos difractogramas de
raios-X. Para a fase wurzite, os parâmetros de rede a e c foram estimados,
estando de acordo com os dados disponíveis na literatura. Nas medidas de
fotoluminescência polarizada, foi encontrada uma forte dependência na
luminescência de algumas transições radiativas cuja origem pode estar
relacionada com a fase wurzite. A partir da dependência da fotoluminescência
na temperatura foram identificados os canais de desexcitação não radiativa
para várias transições radiativas próximas do hiato de energia. Observou-se
ainda a influência da dopagem com Mg na energia de activação para um canal
de desexcitação envolvendo um nível discreto para duas components próximas
do hiato de energia. Os resultados obtidos nesta tese demonstram pela
primeira vez a possibilidade de crescer nanofios de GaAs de grandes
dimensões dopados com Mg e com regiões com a fase wurzite. In the present work we carried out a study to evaluate the influence of the Mg concentration in the structural and optical properties of GaAs nanowires grown on Si(111) substrates by Au-assisted molecular beam epitaxy. Several samples were grown with Mg concentrations varying between 5⋅1013 – 1⋅1018 cm-3. The morphology of the nanowires was investigated through scanning electron microscopy having revealed free-standing nanowires grown without any particular orientation and with a few tens of microns in length. Polarized Raman experiments of individual nanowires showed the presence of the E2 H phonon mode, which is related to the wurtzite phase, and the TO phonon mode which is related to the zincblende phase. The presence of both phases was also observed for all samples in the X-ray diffractograms. For the wurtzite phase, the lattice parameters a and c were estimated being in good agreement with the data available in the literature. It was found a strong polarization dependence on the photoluminescence for some of the radiative transitions whose origin could be related to the wurtzite phase. From the temperature dependence of the photoluminescence the non-radiative de-excitation channels were identified for the radiative transitions near the bandgap. Our results show that the Mg doping influence the activation energy for a de-excitation channel involving a discrete level identified for two components in the near bandgap region. The results achieved in this thesis show for the first time that long and wide GaAs nanowires doped with Mg with a wurtzite structure can be grown by MBE. |
Description: | Mestrado em Engenharia Física |
URI: | http://hdl.handle.net/10773/9579 |
Appears in Collections: | UA - Dissertações de mestrado DFis - Dissertações de mestrado |
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