Bi2Se3: eletrodeposição de filmes finos e cálculos Ab initio de defeitos pontuais

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Tumelero, Milton Andre
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/129335
Resumo: Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2014.
id UFSC_a5d915277331da9b95edb9271ccdfb56
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsc.br:123456789/129335
network_acronym_str UFSC
network_name_str Repositório Institucional da UFSC
repository_id_str 2373
spelling Universidade Federal de Santa CatarinaTumelero, Milton AndrePasa, André Avelino2015-02-05T20:58:11Z2015-02-05T20:58:11Z2014331240https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/129335Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2014.Neste trabalho foi realizado um estudo sistemático sobre a eletrodeposição do composto seleneto de bismuto (Bi2Se3) em substrato de Si(100). Em paralelo, foram realizados cálculos de primeiros princípios com o objetivo de encontrar as energias de formação e de transição para diferentes defeitos pontuais existentes em Bi2Se3. O trabalho foi dividido em duas partes, a primeira com resultados experimentais e a segunda com resultados teóricos. Na primeira parte é mostrado que as amostras obtidas com eletrodeposição em Si(100) apresentam majoritariamente a fase cristalina ortorrômbica. O crescimento dos filmes finos sobre substrato de Si(100) ocorre em duas etapas de nucleação, onde a segunda etapa gera filmes finos cristalinos e com crescimento preferencial dos planos (020). O gap de energia obtido para a fase ortorrômbica do Bi2Se3 foi 1,25 eV, que é maior que os valores previstos teoricamente. Filmes de Bi2Se3 puramente na fase hexagonal foram obtidos através de tratamentos térmicos. Foi mostrado que há um forte alinhamento do eixo basal da estrutura cristalina hexagonal com o eixo perpendicular ao plano do substrato. Amostras obtidas em diferentes substratos indicam que o crescimento não é epitaxial. A caracterização elétrica indica um comportamento condutivo ativado termicamente para as amostras de Bi2Se3 na fase ortorrômbica e comportamento elétrico degenerado para amostras em fase hexagonal. Os valores medidos de resistividade elétrica e coeficiente Seebeck estão de acordo com valores prévios relatados e confirmam a qualidade das amostras eletrodepositadas. Na segunda parte do trabalho foramrealizados cálculos teóricos com DFT, que mostram que os defeitos mais estáveis na fase hexagonal do Bi2Se3 são as vacâncias de Se1 e os Bi intersticiais. Para a fase ortorrômbica os mais estáveis são as vacâncias de Se e os antisítios de Bi e de Se, explicando o comportamento elétrico tipo-n.<br>Abstract : We present a study of electrodeposition of Bismuth Selenide (Bi2Se3) on Si(100) substrate. At same time, first principles calculation was performed in order to find the formations and transitions energies of some possible native point defects in Bi2Se3. The work was separated in two parts, the experimental one and the theoretical one. In the first part, we show that samples obtained by electrodeposition on Si(100) substrate present predominance of orthorhombic crystalline phase. The growth of thin films occurs in two nucleation steps and with preferential growth of (020) plane. The measured bandgap of 1.25 eV is larger than values expected from theoretical predictions. Thin films of hexagonal crystalline phase were obtained by thermal annealing of the samples. The electrical characterization of orthorhombic phase samples shows thermal activated behavior, with two activation energies. The hexagonal phase samples show degenerated semiconductive behavior. The measured electrical resistivity and Seebeck coefficient are in accordance with previous studies and confirm the quality of our samples. In the second part of the work, we perform DFT calculation that shows that the most stable defects of hexagonal Bi2Se3 are the selenium vacancies and bismuth interstitials. In the case of orthorhombic Bi2Se3 the most stable defects are the selenium vacancies and the Se and Bi antisites. These defects are enough to explain the n-type conduction found in both phases of Bi2Se3.280 p.| il., grafs., tabs.porFísicaEletrodeposiçãoFilmes finosDefeitos pontuaisBi2Se3: eletrodeposição de filmes finos e cálculos Ab initio de defeitos pontuaisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINAL331240.pdfapplication/pdf9093336https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/129335/1/331240.pdf46d4edcba7344041ba070d2e08f3bc7bMD51123456789/1293352016-03-07 16:00:42.636oai:repositorio.ufsc.br:123456789/129335Repositório de PublicaçõesPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732016-03-07T19:00:42Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Bi2Se3: eletrodeposição de filmes finos e cálculos Ab initio de defeitos pontuais
title Bi2Se3: eletrodeposição de filmes finos e cálculos Ab initio de defeitos pontuais
spellingShingle Bi2Se3: eletrodeposição de filmes finos e cálculos Ab initio de defeitos pontuais
Tumelero, Milton Andre
Física
Eletrodeposição
Filmes finos
Defeitos pontuais
title_short Bi2Se3: eletrodeposição de filmes finos e cálculos Ab initio de defeitos pontuais
title_full Bi2Se3: eletrodeposição de filmes finos e cálculos Ab initio de defeitos pontuais
title_fullStr Bi2Se3: eletrodeposição de filmes finos e cálculos Ab initio de defeitos pontuais
title_full_unstemmed Bi2Se3: eletrodeposição de filmes finos e cálculos Ab initio de defeitos pontuais
title_sort Bi2Se3: eletrodeposição de filmes finos e cálculos Ab initio de defeitos pontuais
author Tumelero, Milton Andre
author_facet Tumelero, Milton Andre
author_role author
dc.contributor.pt_BR.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Catarina
dc.contributor.author.fl_str_mv Tumelero, Milton Andre
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Pasa, André Avelino
contributor_str_mv Pasa, André Avelino
dc.subject.classification.pt_BR.fl_str_mv Física
Eletrodeposição
Filmes finos
Defeitos pontuais
topic Física
Eletrodeposição
Filmes finos
Defeitos pontuais
description Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2014.
publishDate 2014
dc.date.issued.fl_str_mv 2014
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2015-02-05T20:58:11Z
dc.date.available.fl_str_mv 2015-02-05T20:58:11Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/129335
dc.identifier.other.pt_BR.fl_str_mv 331240
identifier_str_mv 331240
url https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/129335
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 280 p.| il., grafs., tabs.
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSC
instname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron:UFSC
instname_str Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron_str UFSC
institution UFSC
reponame_str Repositório Institucional da UFSC
collection Repositório Institucional da UFSC
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/129335/1/331240.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 46d4edcba7344041ba070d2e08f3bc7b
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1766805187303833600

Registros relacionados