Sulfurização de filmes de WO3 visando à obtenção do material semicondutor bidimensional WS2

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Cabeda, Dheryck Schwendler
• Orientador(a): Radtke, Claudio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Microeletrônica; Semicondutores; Feixes de íons; Dióxido de silício
• Palavras-chave em Inglês: Tungsten disulfide; Transition metal dichalcogenides; Monolayer material; Bidimensional semiconductor; Ion beam analysis
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/226277

Este trabalho investiga o processo de crescimento de WS2 a partir da sulfurização de um filme de WO3 depositado, via sputtering, sobre óxido de silício (SiO2). Serão discutidas e demonstradas diferentes configurações de parâmetros do processo de sulfurização tais como crescimento sob presença apenas de Ar como gás de arraste e crescimento sob presença de Ar/H2. Também será buscada a otimização de alguns parâmetros do processo como controle de espessura e número de camadas via tempo de deposição por sputtering, tempo de duração e temperatura de set-point (SP). As diferentes configurações de sulfurização permitiram obter diferentes formações de WS2, como formações triangulares e também filmes, sendo possível assim determinar qual processo é mais indicado para um crescimento reprodutível e em larga escala. Foram usadas técnicas de análise por feixe de íons, como espectrometria de retroespalhamento Rutherford (RBS), para indicar a presença dos elementos como W e S e determinação de suas quantidades. Técnicas como espectrometria Raman e espectroscopia eletrônica para análise química (XPS), foram usadas para indicar que esses elementos estavam presentes na amostra sob a forma de WS2. A partir do método empregado foi possível obter um processo de sulfurização, reprodutível, que gera um crescimento de WS2 uniforme em larga escala, sem perda de W, com conversão total do WO3 em sulfeto, em uma temperatura e tempo de processo muito menores que os mostrados até então na literatura. O processo também possibilita o controle do número de camadas do material formado, através da quantidade de W depositada por sputtering.