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Theory of near-gap second harmonic generation in centrosymmetric magnetic semiconductors: Europium chalcogenides

Henriques, Andre Bohomoletz; ABRAMOF, E.; RAPPL, P. H. O.
Fonte: AMER PHYSICAL SOC Publicador: AMER PHYSICAL SOC
Tipo: Artigo de Revista Científica
ENG
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36.677454%
Second harmonic generation is strictly forbidden in centrosymmetric materials, within the electric dipole approximation. Recently, it was found that the centrosymmetric magnetic semiconductors EuTe and EuSe can generate near-gap second harmonics, if the system is submitted to an external magnetic field. Here, a theoretical model is presented, which well describes the observed phenomena. The model shows that second harmonic generation becomes efficient when the magnetic dipole oscillations between the band-edge excited states of the system, induced by the excitation light, enter the in-phase regime, which can be achieved by applying a magnetic field to the material.; FAPESP; CNPq; (DAAD) Deutscher Akademischer Austausch Dienst, Germany

Distribuição de corrente entre semicondutores em retificadores de alta corrente - estudo de casos reais.; Current distribution in high current rectifier semiconductors - real case study.

Moraes, Edison Pires de
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 26/09/2008 PT
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36.80649%
Nos processos industriais envolvendo eletrólise, como na produção de alumínio, cobre, zinco, níquel, manganês, carbeto de silício, cloro e seus derivados, as correntes envolvidas em geral atingem patamares que excedem o valor nominal de um único semicondutor, exigindo a associação de componentes em paralelo com uma distribuição de corrente equilibrada. Este trabalho apresenta uma análise comparativa da distribuição de corrente em associações de semicondutores em paralelo em vinte retificadores de alta potência com diferentes tipos de arquitetura física de barramentos. A particularidade deste estudo é a medição simultânea das correntes em todos os semicondutores de todos os ramos do retificador obtendo-se uma imagem da distribuição real de correntes do conversor.; The industrial electrolytic processes to produce, aluminum, cooper, zinc, nickel, manganese, silicon carbide, chlorine and its derivative, require current values which greatly exceed the capability of single rectifying devices and paralleled combinations of semiconductors or equipments are necessary. This study evaluated through a comparative analyzes twenty rectifiers, with different busbar geometries, in order to verify the current distribution in paralleled devices. The differential of this study is the simultaneous measurement of currents in all semiconductors of each branch in order to obtain a real representation of the rectifiers current distribution.

Análise da informação do spin dos orbitais atômicos no cálculo de propriedades de estruturas semicondutoras; Analisys of the atomic orbitals spin information in the calculation of semiconductors strucutures properties

Patrocinio, Weslley Souza
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 01/04/2010 PT
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36.8939%
O presente trabalho é um estudo sobre a importância da informação dos orbitais atômicos no cálculo de propriedades optoeletrônicas de heteroestruturas semicondutoras de baixa dimensionalidade. O trabalho é dividido em duas partes: na primeira parte, é estudada a simetria de reversão temporal no hamiltoniano k . p, analisando a preservação da informação de spin presente nos orbitais atômicos. O hamiltoniano obtido é inserido na equação de massa efetiva expandida para superredes. São calculadas estruturas de bandas de alguns poços quânticos de semicondutores III-V e grupo-IV. Compara-se o novo método com os tradicionais, e então são analisadas algumas grandezas que apresentam alteração significativa entre os métodos usados; A segunda parte é composta por um estudo detalhado do potencial de troca-correlação em semicondutores dopados. A matriz que descreve este potencial é escrita usando a distribuição de portadores presentes nos orbitais atômicos da rede cristalina, e os coeficientes desta matriz foram calculados usando quatro modelos para a correção de muitos corpos, baseadas nas aproximações LDA (Local density approximation) e LSDA (Local spin density approximation), com o objetivo de comparar as diversas parametrizações. Usando o método k . p tradicional...

A natureza de defeitos de Bulk e na superfície de semicondutores; The nature of defects in the Bulk and at the surface of semiconductors

Dalpian, Gustavo Martini
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 11/08/2003 PT
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Utilizando métodos de primeiros princípios, baseados na Teoria do Funcional da Desidade, investigamos, de forma sistemática, problemas de interesse na física de semicondutores: (i) A liga SixGe1-x: observa-se um pequeno desvio da linearidade, para o parâmetro de rede da liga, em função da concentração, sendo que as distâncias entre átomos de Ge são as que mais variam. O comportamento de vacâncias nessa liga se mostrou intermediário entre o Ge e o Si, e a energia de formação (EF) das vacâncias variou entre 2,06 eV e 2,90 eV, dependendo da vizinhança dessa. Propusemos um modelo para a difusão de Ge nessa liga. O fato das vacâncias com mais átomos de Ge como vizinhos ter menor energia de formação, faz com que a difusão das vacâncias se dê por caminhos lembrando o Ge puro, ou seja, a tendência será de que os vizinhos dessa vacância sejam de Ge, para ligas ricas em Ge; (ii) Superfícies: estudamos a adsorção de monômeros e dímeros de Ge sobre Si (100). Verificamos que, para monômeros, podem existir diversos mínimos locais da superfície de energia potencial para a mesma posição (x, y) na superfície, cuja diferença está na inclinação dos dímeros da superfície perto deste átomo. Mostramos que isso pode ser identificado em imagens teóricas de STM (Scanning Tunelling Microscopy) e propomos que isso seja verificado experimentalmente. Este tipo de efeito também ocorre com dímeros...

Orientação óptica de spin em semicondutores magnéticos - calcógenos de európio; Spin optical orientation in magnetic semiconductors-europium chalcogenides.

Galgano, Giovanni Decot
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 19/06/2012 PT
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36.80649%
A investigação das propriedades ópticas e sua relação com as propriedades magnéticas dos semicondutores é de grande interesse para a comunidade científica, em virtude da enorme demanda por novas tecnologias e funcionalidades que podem surgir dessas pesquisas. Os calcógenos de európio são semicondutores intrinsecamente magnéticos, transparentes na região visível do espectro eletromagnético e integráveis em matrizes de silício e nitreto de gálio, sendo assim fortes candidatos a aplicações tecnológicas envolvendo magnetismo e óptica. Neste trabalho são investigados os espectros de absorção e fotoluminescência dos calcógenos de európio, com base no modelo 4f -> 5d('t IND. 2g') da transição óptica de dipolo elétrico, o qual mostrou-se totalmente adequado para a descrição da absorção óptica nos calcógenos de európio em função do campo magnético aplicado, explicando a presença de linhas de absorção estreitas e dicróicas nos espectros em campo alto e a forma larga dos espectros de absorção em campo nulo. Nos espectros de fotoluminescência do EuTe, entretanto, foram detectados estados eletrônicos não contemplados pelo modelo 4f -> 5d('t IND. 2g') , em especial uma banda de emissão denominada 'MX IND. 0'...

Correlação eletrônica em semicondutores III-V dopados com metais de transição; Electron correlation in III-V semiconductors doped with transition metals

Makiuchi, Nilo
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 28/03/1990 PT
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Realizamos um estudo sistematico de impurezas de metal de transicao das series 3d, 4d e 5d em semicondutores iii-v atraves do modelo de aglomerados moleculares utilizando duas tecnicas de campo medio diferentes: espalhamento multiplo-xALFA e a aproximacao semiempirica indo. Efeito de muitos-eletrons foram introduzidos para a descricao do espectro de excitacao atraves de correlacoes de multipletos e interacao de configuracoes. Apresentamos um estudo comparativo entre os espectros obtidos a partir do calculo de interacao de configuracoes e o espectro experimental, onde observamos uma melhor concordancia entre o espectro experimental e os resultados obtidos a partir de bases mais completas. Observamos tambem, uma melhor concordancia entre o espectro experimental e os nossos resultados quando os orbitais com maior carater d apresentam-se fortemente localizados. Nossos resultados para a correcao de multipletos comparados com nossos resultados do calculo de interacao de configuracao nos mostra uma boa concordancia, quando o calculo de interacao de configuracoes e realizado apenas com os orbitais e e T IND.2 com forte carater d. No estudo envolvendo relaxacoes e distorcoes no sistema GAAS:V POT.2+, observamos um favorecimento ao estado fundamental de alto-spin...

Propriedades Eletrônicas e Estruturais de Elementos do Grupo V em Semincondutores Amorfos; Structural and Electronic Properties of Group V elements in Amorphous Semiconductors

Venezuela, Pedro Paulo de Mello
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 18/12/1996 PT
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Apresentamos um estudo sistemático das propriedades eletrônicas e estruturais dos elementos N, P e AS em SI e GE amorfos. Primeiramente, utilizamos o método de Monte Carlo para gerar as configurações amorfas iniciais. Nesta etapa as interações atômicas são descritas pelos potencias de Tersoff. A partir do modelo inicial para os sistemas desordenados, as propriedades eletrônicas e estruturais são determinadas usando a teoria do funcional da densidade e os pseudopotenciais de Bachelet-Hamann-Schlüter. Concluímos que as impurezas de P e AS são estáveis em sítios tricoordenados e metaestáveis em sítios tetracoordenados para os dois sistemas hospedeiros. Por outro lado a impureza de N apresenta um comportamento diferente. Este átomo é estável em sítios tricoordenados para ambos os hospedeiros, mas em sítios tetracoordenados ele é instável no a-SI e metaestável no a-GE. Discutimos a relevância de nossos resultados relacionados com a dopagem tipo-n de semicondutores amorfos hidrogenados.; The electronic and structural properties of the elements N, P and AS in amorphous SI and GE are systematically investigated. The calculation procedure is based on two approaches. First, we have used the Monte Carlo method to generate the initial amorphous configurations. A reliable description of the atomic interaction is provided by using the Tersoff potentials. Having the initial model for the amorphous structure...

Difração Bragg-Superficie (BSD) : uma sonda de alta resolução para o estudo da implantação de íons em semicondutores; Bragg-Surface diffraction (BSD) : high resolution microprobe to study ion implanted semiconductors

Renata Villela Orloski
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 12/05/2006 PT
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Neste trabalho, a difração Bragg-Superfície (BSD), um caso especial da difração múltipla de raios-X, foi usada como uma microssonda de superfície com resolução para a detecção de defeitos originados próximos da interface cristal-amorfo (c-a) em junções rasas de B em Si, e uma nova técnica de caracterização de semicondutores (GaAs) submetidos à implantação com íons de Si. A varredura Renninger é o registro da intensidade de raios-X difratada pelos planos, normalmente paralelos à superfície de um monocristal, em função da rotação ö em torno da normal à esses planos. Ela exibe picos como contribuições da rede da matriz, e no nosso caso, se o feixe difratado propaga-se paralelamente aos planos, os picos são chamados de difração Bragg-Superfície (BSD), e mostrou-se, pela primeira vez, que essa difração carrega informações sobre a interface c-a. Contribuições da região implantada nas junções rasas, detectadas na varredura para a rede da matriz (picos híbridos), permitiram determinar a presença de Si intersticial, responsável pela difusão do B, e estimar a profundidade da junção de B em Si pré-amorfizado com íons de F, confirmando resultado encontrado por espectroscopia de massa de íons secundários (SIMS). O estudo do efeito da energia e densidade de corrente de implantação...

Uma perspectiva para a industria de semicondutores no Brasil : o desenvolvimento das "design houses"; A perspective for the industry of semiconductors in Brazil : development of "design houses"

Pollyana de Carvalho
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 29/08/2006 PT
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No Brasil, o setor de componentes semicondutores, os chips, permanece restrito a um pequeno grupo de empresas, fato que tem ocasionado déficits crescentes na balança comercial. Diante desse fato, existem várias discussões e estudos sobre formas de aumentar a internalização das atividades desse setor no país, além do debate recente sobre a necessidade da instalação de uma planta produtiva (foundry) realizado pelo governo. Outro elemento de destaque é que o segmento foi adotado como um dos setores prioritários na Política Industrial, Tecnológica e de Comércio Exterior (PITCE), lançada em 2004. Com essa preocupação, o objetivo dessa dissertação foi examinar as perspectivas, com suas possibilidades e limitações, do desenvolvimento da indústria brasileira de semicondutores por meio de um segmento específico - as companhias de projeto dos circuitos, chamadas de design houses. Para tanto, por meio da revisão bibliográfica, o trabalho foi estruturado em três capítulos: o primeiro que trata de uma discussão sobre o panorama existente e as tendências recentes na indústria mundial de semicondutores; o segundo que traz a análise de um país com desenvolvimento tardio nessa indústria - a experiência de Taiwan, e...

Electronic and optical properties of diluted magnetic semiconductors quantum wells and quantum dots = : Propriedades eletrônicas e ópticas de poços quânticos e pontos quânticos de semicondutores magnéticos diluídos; Propriedades eletrônicas e ópticas de poços quânticos e pontos quânticos de semicondutores magnéticos diluídos

Udson Cabral Mendes
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 21/03/2014 PT
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Nesta tese, investigamos teoricamente as propriedades eletrônicas e ópticas de poços quânticos e pontos quânticos de semicondutores magnéticos diluídos. Este estudo é fortemente motivado por muitos resultados experimentais sobre as propriedades ópticas desse materiais. Usando a teoria do funcional da densidade dependente de spin descrevemos os estados eletrônicos como função do campo magnético externo para poços quânticos que possuem barreiras dopadas com impurezas magnéticas. Nosso modelo leva em conta os efeitos de muitos-corpos do gás de buracos e as interações entre portadores e os íons magnéticos. Comparamos nossos resultados com os dados experimentais disponíveis, que apresentam forte oscilações da luz polarizada circularmente como função do campo magnético. Nossos resultados apresentam excelente concordância qualitativa e quantitativa com os resultados experimentais. Mostramos que os efeitos de troca do gás de buraco são responsáveis pela forte oscilação observada na fotoluminescência. Também realizamos uma investigação sistemática dos parâmetros da heteroestrutura afim de aumentar a interação de troca entre portadores e íons de Mn. Com o nosso modelo entedemos os diferentes regimes de relaxação de spin do elétron em poços quânticos com barreiras dopadas com impurezas magnéticas. Nós também investigamos as propriedades eletrônicas e ópticas de pontos quânticos carregados dopados com uma única impureza magnética em seu centro. Usando métodos de diagonalização exata mostramos que os elétrons que não estão diretamente acoplados com o íon de Mn acoplam-se via uma interação indireta que é mediada pela interação elétron-elétron. Este acoplamento indireto entre elétrons e Mn pode ser tanto ferromagnético quanto antiferromagnético dependendo de ambos confinamento e número de camadas eletrônicas confinadas no ponto quântico. Demonstramos que este acoplamento indireto é um efeito importante mesmo quanto o íon de Mn não esta no centro do ponto quântico. O acoplamento indireto existe independentemente do tipo de interação direta entre portadores e a impureza magnética. Também extendemos a teoria de fotoluminescência para essa heteroestrutura. Observamos que a interação indireta entre portadores e íon magnético gera uma estrutura fina em ambos os estados iniciais e finais da emissão...

Effects of disorder on the exchange coupling in (Ga,Mn)As diluted magnetic semiconductors

Silva,Antônio J. R. da; Fazzio,A.; Santos,Raimundo R. dos; Oliveira,Luiz E.
Fonte: Sociedade Brasileira de Física Publicador: Sociedade Brasileira de Física
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/09/2006 EN
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A theoretical study of the effects of disorder on the Mn-Mn exchange interactions for Ga1-xMn xAs diluted magnetic semiconductors is presented. The disorder is intrinsically considered in the calculations, which are performed using an ab initio total energy density-functional approach, for a 128 atoms supercell, and by considering a variety of configurations with 2, 3 and 4 Mn atoms. Results are obtained for the effective J$^{Mn-Mn}_n$, from first (n = 1) all the way up to sixth (n = 6) neighbors via a Heisenberg Hamiltonian used to map the magnetic excitations from ab initio total energy calculations. One then obtains a clear dependence in the magnitudes of the J$^{Mn-Mn}_n$ with the Mn concentration x. Moreover, we show that, in the case of fixed Mn concentration, configurational disorder and/or clustering effects lead to large dispersions in the Mn-Mn exchange interactions. Also, calculations for the ground-state total energies for several configurations suggest that a proper consideration of disorder is needed when one is interested in treating temperature and annealing effects.

Femtosecond optical characterization and applications in Cd(Mn)Te diluted magnetic semiconductors

Wang, Daozhi (1978 - ); Sobolewski, Roman
Fonte: University of Rochester Publicador: University of Rochester
Tipo: Tese de Doutorado Formato: Number of Pages:xiv, 115 leaves
ENG
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36.677454%
Thesis (Ph. D.)--University of Rochester. Dept. of Electrical and Computer Engineering, 2008.; This thesis is devoted to the optical characterization of Cd(Mn)Te single crystals. I present the studies of free-carrier dynamics and generation and detection of coherent acoustic phonons (CAPs) using time-resolved femtosecond pump-probe spectroscopy. The giant Faraday effect and ultrafast responsivity of Cd(Mn)Te to sub-picosecond electromagnetic transients are also demonstrated and discussed in detail.
The first, few-picosecond-long electronic process after the initial optical excitation exhibits very distinct characteristic dependence on the excitation condition, and in case of Cd(Mn)Te, it has been attributed to the collective effects of band filling, band renormalization, and two-photon absorption. A closed-form, analytic expression for the differential reflectivity induced by the CAPs is derived based on the propagating-strain-pulse model and it accounts very well for our experimental observations. The accurate values of the Mn concentration and longitudinal sound velocity vs in Cd(Mn)Te were obtained by fitting the data of the refractive index dependence on the probe wavelength to the Schubert model. In Cd0.91Mn0.09Te...

Doping of organic semiconductors: Impact of dopant strength and electronic coupling; Angewandte Chemie International Edition

Méndez Pinzón, Henry Alberto; Opitz, Andreas; Barkowski, Patrick; Soeda, Junshi; Takeya, Jun; Balandier, Jean-Yves; Koch, Norbert; Heimel, Georg; Katrein, Sauer; Oehzelt, Martin; Okamoto, Toshihiro; Arlin, Jean-Baptiste; Geerts, Yves; Salzmann, Ingo
Fonte: Pontifícia Universidade Javeriana Publicador: Pontifícia Universidade Javeriana
Formato: 7751-7755
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Vol. 52, No. 30; Molecular doping: The standard model for molecular p-doping of organic semiconductors (OSCs) assumes integer charge transfer between OSC and dopant. This is in contrast to an alternative model based on intermolecular complex formation instead. By systematically varying the acceptor strength it was possible to discriminate the two models. The latter is clearly favored, suggesting strategies for the chemical design of more efficient molecular dopants.

Amorphous group III–V semiconductors

Ridgway, Mark C.
Fonte: Springer Verlag (Germany) Publicador: Springer Verlag (Germany)
Tipo: Parte de Livro Formato: 22 pages
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Structural disorder is common to the amorphous Group IV and III–V semiconductors as manifested by an increase in bondlength and Debye-Waller factor and a decrease in coordination number relative to the crystalline phase. A second component of disorder, unique to compound semiconductors, is chemical disorder in the form of homopolar bonding. In this chapter, the application of XAS to the characterisation of both structural and chemical disorder in the amorphous Group III–V semiconductors is described with an emphasis on the identification and quantification of homopolar bonding. We show chemical disorder is characteristic of these materials, comprising ∼5–15 % of all bonds, and also demonstrate that XAS is an ideal technique for such studies.

Understanding the optical and electronic properties of organic semiconductors using high pressure

Schmidt, Malte; Rodríguez Viejo, Javier
Fonte: [Barcelona] : Universitat Autònoma de Barcelona, Publicador: [Barcelona] : Universitat Autònoma de Barcelona,
Tipo: Tesis i dissertacions electròniques; info:eu-repo/semantics/doctoralThesis; info:eu-repo/semantics/publishedVersion Formato: application/pdf
Publicado em //2013 ENG
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En esta tesis se estudian las propiedades ópticas de semiconductores orgánicos, que pueden usarse en diodos orgánicos de emisión de luz (OLEDs; de la expresión inglesa) y células solares orgánicas (OSCs; de la expresión inglesa). Además se describe el estado de transferencia de carga (estado TC) en mezclas de donador/aceptor, un estado intermedio en el proceso de colección de cargas en OSCs. La finalidad de este trabajo es entender cómo mecanismos diferentes influyen en los niveles energéticos de los semiconductores orgánicos y las propiedades del estado TC. La parte más importante de estos estudios consiste en la aplicación de alta presión hidrostática para observar los efectos de distancias intermoleculares menores sobre los niveles energéticos de polímeros conjugados y sobre las propiedades del estado TC. Se explica el corrimiento hacia energías menores en los espectros de fotoluminiscencia y absorción a causa de la presión considerando cuatro parámetros: longitud de enlaces, planaridad, interacciones intermoleculares y el ambiente dieléctrico, y se estima su contribución a dicho corrimiento. Se investigaron las propiedades ópticas bajo presión hidrostática de películas gruesas de poli(9,9-dioctil-fluoreno) (PFO) fabricadas mediante recubrimiento por rotación (spin-coating). La comparación entre una película completamente amorfa y una película conteniendo una fase adicional de conformación muy plana (fase β) nos permitió estimar los efectos de planarización. Además...

Temperature Dependence of Charge Localization in High-Mobility, Solution-Crystallized Small Molecule Semiconductors Studied by Charge Modulation Spectroscopy; Temperature-dependence of charge localization in high-mobility, solution-crystallized small molecule semiconductors studied by charge modulation spectroscopy

Meneau, Aur?lie Y. B.; Olivier, Yoann; Backlund, Tomas; James, Mark; Breiby, Dag Werner; Andreasen, Jens Wenzel; Sirringhaus, Henning
Fonte: Wiley Publicador: Wiley
Tipo: Article; accepted version
EN
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36.8939%
This is the author accepted manuscript. The final version is available from Wiley via http://dx.doi.org/10.1002/adfm.201502502; In solution-processable small molecule semiconductors the extent of charge carrier wavefunction localization induced by dynamic disorder can be probed spectroscopically as a function of temperature using charge modulation spectroscopy (CMS). Here we show based on combined field-effect transistor and CMS measurements as a function of temperature that in certain molecular semiconductors, such as solution-processible pentacene, charge carriers become trapped at low temperatures in environments in which the charges become highly localized on individual molecules, while in some other molecules the charge carrier wavefunction can retain a degree of delocalization similar to what is present at room temperature. Our experimental approach sheds new insight into the nature of shallow charge traps in these materials and allows us to identify molecular systems in which intrinsic transport properties could, in principle, be observed at low temperatures if other transport bottlenecks associated with grain boundaries or contacts could be removed.; We acknowledge material supply and financial support from Merck Chemicals Ltd through an industrial EPSRC CASE studentship. In addition...

Seebeck coefficient in organic semiconductors

Venkateshvaran, Deepak
Fonte: University of Cambridge; Department of Physics; Cavendish Laboratory; Fitzwilliam College Publicador: University of Cambridge; Department of Physics; Cavendish Laboratory; Fitzwilliam College
Tipo: Thesis; doctoral; PhD
EN
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36.8939%
When a temperature differential is applied across a semiconductor, a thermal voltage develops across it in response. The ratio of this thermal voltage to the applied temperature differential is the Seebeck coefficient, a transport coefficient that complements measurements of electrical and thermal conductivity. The physical interpretation of the Seebeck coefficient is the entropy per charge carrier divided by its charge and is hence a direct measurement of the carrier entropy in the solid state. This PhD thesis has three major outcomes. The first major outcome is a demonstration of how the Seebeck coefficient can be used as a tool to quantify the role of energetic disorder in organic semiconductors. To this end, a microfabricated chip was designed to perform accurate measurements of the Seebeck coefficient within the channel of the active layer in a field-effect transistor (FET). When measured within an FET, the Seebeck coefficient can be modulated using the gate electrode. The extent to which the Seebeck coefficient is modulated gives a clear idea of charge carrier trapping and the distribution of the density of states within the organic semiconductor. The second major outcome of this work is the observation that organic semiconducting polymers show Seebeck coefficients that are temperature independent and strongly gate voltage modulated. The extent to which the Seebeck coefficient is modulated in the polymer PBTTT is found to be larger than that in the polymer IDTBT. Taken together with conventional charge transport measurements on IDTBT...

Structure in Amorphous Semiconductors: Extrinsic and Intrinsic

Ridgway, Mark C; Glover, Christopher; Azevedo, G de M; Kluth, Susan; Yu, Kin Man; Foran, Garry J
Fonte: Elsevier Publicador: Elsevier
Tipo: Artigo de Revista Científica
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36.95703%
A detailed study of the atomic-scale structure of amorphous semiconductors utilizing Extended X-ray Absorption Fine Structure (EXAFS) spectroscopy is reported. Samples were examined in both extrinsic (preparation specific) and intrinsic (minimum energy) forms. The amorphous elemental semiconductors exhibit structural disorder in the form of both bond-length and bond-angle distortions. As formed, amorphous Ge displays a fabrication-dependent non-Gaussian inter-atomic distance distribution with implantation-induced defects in the amorphous phase accommodated as three- and five-fold coordinated atoms. Thermal annealing yields a reduction in both bond-length and bond-angle distortion, as measured by EXAFS and Raman spectroscopies, respectively, where the total relaxation enthalpy is consistent with differential scanning calorimetry measurements. In a fully-relaxed state, amorphous Ge retains four-fold coordination and the inter-atomic distance distribution is Gaussian and independent of the implanted ion dose. The amorphous compound semiconductors contain chemical disorder in addition to structural disorder. As formed, amorphous compound semiconductors including the Ga and In phosphides and arsenides all exhibit chemical disorder manifested as homopolar bonding. Though low-temperature thermal annealing lessens the Debye-Waller factor and the homopolar bonding fraction...

Common Structure in Amorphised Compound Semiconductors

Ridgway, Mark C; de Azevedo, Gustavo; Glover, C J; Yu, Kin Man; Foran, Garry J
Fonte: Elsevier Publicador: Elsevier
Tipo: Artigo de Revista Científica
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36.80649%
Extended X-ray absorption fine structure has been utilised to determine the structural parameters of the amorphous III-V semiconductors GaP, GaAs, InP and InAs. The amorphous phase was formed by ion implantation to inhibit preparation-specific artefacts associated with the alternative fabrication techniques of sputtering and evaporation. Relative to crystalline standards, increases in bond length and Debye-Waller factor were apparent for all materials with a slight reduction in coordination number (3.8-4 atoms). Similarly, homopolar bonding in the amorphous phase was measurable for all materials. For example, In-In bonding in amorphous InP comprised ∼18% of the total In bonds and demonstrated the necessity of a ring distribution containing both even and odd members.

Pop-In Events Induced by Spherical Indentation in Compound Semiconductors

Bradby, Jodie; Williams, James; Swain, Michael Vincent
Fonte: Materials Research Society Publicador: Materials Research Society
Tipo: Artigo de Revista Científica
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36.80649%
Details of the elastic-plastic transitions in crystalline compound semiconductors have been examined using spherical indentation. Two cubic (InP and GaAs) and two hexagonally structured semiconductors (ZnO and GaN) have been studied. A series of indentations have been made in each material at a number of different loads. The resulting load-penetration curves exhibited one or more discontinuities on loading (so called pop-in events). The load at which the initial pop-in event occurred has been measured along with the corresponding indenter extension. The elastic and elastic-plastic response of each material to spherical indentation has been calculated and compared with the experiment. By taking the difference between the elastic and elastic-plastic penetration depths, it has been found that the pop-in extension at each load could be predicted for each material. The detailed deformation behavior of each of the materials during indentation has also been discussed.