Estudo do crescimento e propriedades estruturais, químicas e magnéticas de heteroestruturas híbridas GaSe-Fe, ZnSe-Fe granulares e MnAs/GaAs(111) vicinal

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Moraes, Adriano Rodrigues de
Data de Publicação: 2006
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/4286
Resumo: Orientadores: Dante Homero Mosca e Victor Hugo Etgens
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spelling Etgens, Victor HugoUniversidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em FísicaUniversite Pierre et Marie CurieMosca, Dante HomeroMoraes, Adriano Rodrigues de2022-11-22T19:48:22Z2022-11-22T19:48:22Z2006https://hdl.handle.net/1884/4286Orientadores: Dante Homero Mosca e Victor Hugo EtgensTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciencias Exatas, Programa de Pós-Graduaçao em Física. Defesa: Curitiba, 2006Inclui bibliografiaResumo: Neste trabalho é investigada a fabricaçao por Epitaxia por Feixe Molecular de tres sistemas híbridos nanoestruturados compostos pela integraçao direta de metal ferromagnético e semicondutor. Inicialmente, é demonstrada a viabilidade da fabricaçao de um sistema granular híbrido composto por nanopartículas de Fe dispersas em uma camada semicondutora lamelar de GaSe que cresce epitaxialmente sobre substrato monocristalino de GaAs(111)B. Foram investigados os efeitos da variaçao dos parâmetros de crescimento, tais como: temperatura do substrato, concentraçao de Fe na amostra e taxa de crescimento. Análises estruturais revelam a formaçao de nanopartículas de Fe metálicas com diâmetros entre 1 nm e 25 nm. A incorporaçao de Fe ocorre por segregaçao e aglomeraçao, sendo induzida uma progressiva degradaçao estrutural pela ruptura da estrutura lamelar do GaSe. Amostras com conteúdo de 1 a 22 at. % de Fe exibem a formaçao de nanopartículas de Fe dispersas na camada de GaSe que preserva o seu caráter semicondutor mesmo r temperatura ambiente. Todas as amostras granulares de GaSe-Fe estudadas apresentam um comportamento superparamagnético r temperatura ambiente. Em seguida, é demonstrada a viabilidade de obter o crescimento de recobrimentos de Fe com estrutura de nanoilhas sobre epicamadas de ZnSe crescidas sobre substratos de GaAs(001) mantidos a temperaturas entre 180 sC e 240 sC. O domínio do modo de crescimento de recobrimentos com apenas algumas monocamadas atômicas de Fe sobre a superfície ZnSe(001), viabilizou a fabricaçao de sistemas granulares híbridos consistindo de nanopartículas de Fe, com baixa dispersao de forma e tamanho, imersas em uma camada de ZnSe cristalina. A caracterizaçao morfológico-estrutural, das amostras granulares ZnSe-Fe, revela a existencia de um conjunto de partículas fisicamente bem separadas umas das outras, com uma distribuiçao de volumes, cujos valores médios variam entre 30 e 50 nm3. Todas as amostras apresentam um comportamento superparamagnético acima de 40 K, com uma clara evidencia de fraco acoplamento magnético interpartículas. Determinou-se uma constante de anisotropia magnética cerca de 8 vezes maior do que a constante de anisotropia magnetocristalina observada em Fe massivo, indicando a manifestaçao de outras contribuiçoes de anisotropia magnética. Finalmente, é apresentado um estudo sobre a influencia da temperatura de crescimento sobre filmes finos (~100 nm de espessura) de MnAs crescidos epitaxialmente sobre substratos monocristalinos de GaAs(111)B vicinais, com ângulo de desalinhamento de corte igual a 2o. Análise de imagens de microscopia de tunelamento por varredura revelam o fenômeno de acumulaçao de degraus, característico de uma superfície vicinal constituída por terraços atômicos formados em decorrencia do ângulo de desalinhamento de 2s entre um plano cristalino (111) e a direçao normal r superfície. Enquanto ambos os sistemas granulares GaSe-Fe e ZnSe- Fe investigados apresentam comportamento superparamagnético r temperatura ambiente, os filmes de MnAs exibem um comportamento ferromagnético mesmo acima da temperatura ambiente, manifestando ainda uma moderada anisotropia magnética. Particularmente, os filmes de MnAs possuem potencial para aplicaçao em junçoes magnéticas planares como eletrodo magnético para injeçao ou detecçao de correntes polarizadas em spin. Diversas técnicas de análise foram empregadas para caracterizaçao desses tres sistemas híbridos incluindo análise química (espectroscopia de fotoelétrons in-situ e ex-situ), análise morfológico-estrutural (difraçao de elétrons refletidos de alta energia, difraçao de raios X, microscopia eletrônica de transmissao, microscopia de tunelamento por varredura e microscopia de força atômica), análise magnética (magnetometria SQUID e magnetometria de força gradiente alternante) e análise ótica (catodoluminescencia)viii, 112f. : il. color., grafs., tabs.application/pdfDisponível em formato digitalFísicaMeteriais ferromagneticosSemicondutoresEletrodeposiçãoEletroquimicaTesesFisicaEstudo do crescimento e propriedades estruturais, químicas e magnéticas de heteroestruturas híbridas GaSe-Fe, ZnSe-Fe granulares e MnAs/GaAs(111) vicinalinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALAdriano Rodrigues de Moraes.pdfapplication/pdf5978981https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/4286/1/Adriano%20Rodrigues%20de%20Moraes.pdf774a08c05684f271b3f421ef8e8d0f86MD51open access1884/42862022-11-22 16:48:22.737open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/4286Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082022-11-22T19:48:22Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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