Estudo das propriedades elétricas dos filmes de diamantes dopados com boro - Jackson Ribeiro de Oliveira (2012)
Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de estudar dispositivos semicondutores tendo como base o diamante. Realizamos estudos dos filmes de diamantes, inserindo boro na sua estrutura molecular para alterar suas propriedades de transporte. Para o crescimento do filme, foi utilizada a técnica de deposição química na fase vapor (Em inglês, chemical vapor deposition - CVD). Esta técnica envolve reação química na fase de gás, onde gases contendo os elementos químicos desejados reagem na superfície do substrato usando uma variedade de técnicas. Primeiramente fizemos uma variação de dopagem nos filmes de diamantes e realizamos a sua caracterização. Esta variação mostrou que, com o aumento da dopagem, temos uma diminuição no tamanho dos grãos de diamantes, uma diminuição da nucleação por causa da inserção de boro na estrutura, desaparecimento de alguns cristais através da erosão ou decomposição e seguindo o mesmo princípio a espessura do filme diminui com o aumento da dopagem. Também análises morfológicas foram aplicadas, podendo determinar através do MEV a variação da estrutura cristalina e a espessura, e também com o auxílio do RAMAN, onde se pode comprovar a presença do diamante na composição da amostra pelo pico característico do material. Segundo, analisamos o comportamento elétrico de todas as amostras das diferentes dopagens. Para esta análise duas técnicas foram utilizadas, o método de quatro pontas e o efeito Hall. Ambos foram analisados com uma variação de temperatura entre 10 a 300 K. Para o método de quatro pontas, foi possível analisar o comportamento semicondutivo do material, ou seja, a resistência diminuiu com o aumento da temperatura. Também foi observado que em uma faixa de temperatura, o comportamento de transporte de corrente obedece ao mecanismo hopping, sendo que esta faixa varia de largura para cada tipo de dopagem. Para o efeito hall, foi possível determinar a densidade de portadores nas amostras, através da tensão hall. Esta densidade é aumentada conforme a dopagem nos filmes foi aumentada.