Investigação de microestrutura, transporte térmico e elétrico de sistemas em baixa dimensionalidade

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Przygocki, Matheus Henry
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Difração por raios X; Filmes FInos; Física do estado sólido; Solid state physics; Thin Films; X-ray diffraction
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-17082022-091515/

Este trabalho apresenta uma investigação das propriedades estruturais, microestruturais, elétricas e de transporte térmico de SrTiO3 e FeGa3 bidimensionais sob o efeito de diferentes métodos de preparação de filmes finos. Além disso, novas propostas de plataformas experimentais home-built são apresentadas como rotas para realizar medições de fenômenos quânticos coletivos em amostras em bulk e filmes finos, o que atualmente não se encontra disponível comercialmente. Para o caso do isolante SrTiO3, um crescimento atômico controlado camada por camada é realizado por Epitaxia de Feixe Molecular (MBE) para produzir filmes ultrafinos com espessura da ordem de poucos nanômetros. Uma análise comparativa dos nossos dados de difração de raios-x (DRX) entre o filme bulk e ultrafino SrTiO3 revelou crescimento epitaxial ao longo da direção cristalográfica (002). Além disto, foi encontrada uma dependência incomum da espessura dos filmes com o tamanho dos cristalitos e microtensão da rede cristalina, sendo ambas as quantidades decrescentes com a espessura. Atribuímos esses resultados atípicos à competição entre os efeitos de volume e de superfície decorrentes do crescimento do filme e tratamento térmico. Por outro lado, o semicondutor bulk FeGa3 foi crescido em forma de filme fino com o método rf-sputtering. Uma investigação da cristalinidade do filme em função da temperatura de tratamento e tempo de deposição dos filmes foi então realizada. Ao analisar o DRX foi possível caracterizar o filme fino as-cast como amorfo, sendo que a estrutura cristalina é alcançada em condições ideais de tratamento térmico, as quais dependem da espessura do filme fino. Muito interessante é a observação de uma textura cristalina dos filmes finos ao longo dos planos (112) e (004), o que não demonstrou dependência com a espessura do filme fino. Por fim, também apresentamos uma discussão de plataformas caseiras (home-built) para medir o calor específico e a condutividade térmica de nossas amostras. Isto fez uso de métodos tanto com corrente de excitação alternada (AC) quanto contínua (DC). Além disso, também é apresentado um protótipo do detector de Espectroscopia Mössbauer de Conversão de Elétrons (CEMS) para investigar a interação magnética e eletrônica em nossos filmes finos. Esperamos que os resultados desta tese contribuam com informações relevantes sobre a caracterização da amostra e mostrem caminhos viáveis para definir novos métodos experimentais para investigar fenômenos quânticos correlacionados com a resolução não disponível comercialmente até o momento.