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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Estudo das Propriedades Ópticas, Morfológicas e Magnéticas de Pontos Quânticos de CdTe e Cd1-xMnxTe em Matriz Vítrea
metadata.dc.creator: Fernandes, Guilherme de Lima
metadata.dc.contributor.advisor1: Dantas, Noelio Oliveira
metadata.dc.contributor.referee1: Boselli, Marco Aurélio
metadata.dc.contributor.referee2: Carvalho, Hugo Bonette de
metadata.dc.description.resumo: Pontos quânticos (PQs) de CdTe e Cd1-xMnxTe foram crescidos, com sucesso, no Sistema Vítreo SiO2 - Na2CO3 - Al2O3 - B2O3, dopado com os precursores CdTe e Mn, ao submetê-lo a tratamentos térmicos apropriados. Esta Matriz Vítrea SNAB, tanto não dopada como dopada com os precursores dos PQs de CdTe e Cd1-xMnxTe, foi sintetizada pelo método de fusão. Determinou-se a temperatura de transição vítrea (Tg) da Matriz Vítrea SNAB, por Análise Térmica Diferencial (DTA), para definir a temperatura de 555ºC utilizada nos tratamentos térmicos, em que favoreceu o crescimento dos PQs de CdTe e Cd1-xMnxTe. A formação e a cinética de crescimento dos PQs de CdTe e Cd1-xMnxTe foram investigadas por Absorção Óptica (AO), Fotoluminescência (PL), Microscopia de Força Atômica (AFM), Microscopia de Força Magnética (MFM) e Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE). Os espectros de AO deram indícios da formação de PQs de CdTe e Cd1-xMnxTe. Com base nestes espectros e utilizando o modelo da aproximação da massa efetiva, verificou-se que o raio médio dos PQs está em torno de 2 nm. Nos espectros de PL dos PQs de CdTe observou-se que o aumento no tempo de tratamento térmico favorece a difusão das vacâncias, diminuindo a emissão dos níveis de defeitos (vacâncias de cádmio). Nas amostras contendo PQs de Cd1-xMnxTe, verificou-se que o aumento na concentração de manganês intensifica a emissão característica dos íons Mn2+ (4T1 → 6A1), além de provocar um aumento na densidade de níveis de defeitos rasos de superfície. Contudo, o aumento na concentração de manganês causa uma diminuição na emissão dos níveis de defeitos associados a vacâncias. Observou-se também, que o aumento no tempo de tratamento térmico aumenta a emissão dos níveis de defeitos rasos de superfície e diminui as emissões a partir dos íons Mn2+ e dos níveis de defeitos (vacâncias de cádmio). Os espectros de RPE confirmaram a incorporação de íons de Mn2+ em PQs de CdTe, bem como a diminuição relativa do número de íons de Mn2+ com o aumento no tempo de tratamento térmico. As imagens de AFM/MFM reforçaram a formação dos PQs de CdTe e Cd1-xMnxTe. Diante dos resultados obtidos, concluiu-se que foram crescidos PQs de CdTe e Cd1-xMnxTe no sistema vítreo SNAB, e confirmou que incorporação de íons de Mn2+ nesses PQs pode ser controlada em função da concentração de manganês e do tempo de tratamento térmico.
Abstract: CdTe and Cd1-xMnxTe quantum dots (QDs) were successfully grown in the Glass System SiO2 - Na2CO3 - Al2O3 - B2O3, doped with CdTe and Mn precursors, when subjected to appropriate thermal annealing. SNAB Glass Matrix, both doped and not doped with CdTe and Cd1-xMnxT quantum dots precursors was synthesized by melting method. The glass transition temperature (Tg) of SNAB Glass Matrix was determined by Differential Thermal Analysis (DTA), in order to decide the temperature of thermal annealing at 555ºC that favored the kinetics growth of CdTe and Cd1-xMnxTe QDs. Formation and kinetics growth of CdTe and Cd1-xMnxTe quantum dots were investigated by Optical Absorption (OA), Photoluminescence (PL), Atomic Force Microscopy (AFM), Magnetic Force Microscopy (MFM) and Electron Paramagnetic Resonance (EPR). OA spectra of samples provided evidence that CdTe and Cd1-xMnxTe QDs were formed. Based on these spectra and using the effective mass approximation model, it was verified the average radius of quantum dots around 2.0 nm. It was observed that PL spectra of CdTe QDs by increasing time intervals of the thermal annealing helps the diffusion of vacancies (Cadmium vacancies) and decreases the defect level emissions (Cadmium vacancies). Increasing manganese concentration on samples with Cd1-xMnxTe QDs intensifies the characteristic emission of Mn2+ ions (4T1 → 6A1) besides inducing an increase in the density of shallow surface defect levels. However, the increase of manganese concentration induces a decrease of defect level emissions associated with vacancies. It was also observed that increasing time intervals of thermal annealing intensifies shallow surface defect levels emissions and decreases emissions from Mn2+ ions and defect level (Cadmium vacancies). From the EPR spectra it was possible to confirm the Mn2+ ions incorporated into the CdTe QDs, as well as the relative decrease of Mn2+ ions concentration by increasing time intervals of the thermal annealing. AFM/MFM images reinforced the CdTe and Cd1-xMnxTe QDs formation. It was concluded from the obtained results that CdTe and Cd1-xMnxTe QDs were formed in the Glass System SNAB, and confirmed that Mn2+ ions incorporated into CdTe QDs can be controlled by manganese concentration function and by time intervals of the thermal annealing.
Keywords: Pontos quânticos
CdTe
Cd1-xMnxTe
Absorção óptica
Fotoluminescência
Microscopia de força atômica
Microscopia de força magnética
Ressonância paramagnética eletrônica
Quantum dots
Optical absorption
Photoluminescence
Atomic force microscopy
Magnetic force microscopy
Electronic paramagnetic resonance
Ótica
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Ciências Exatas e da Terra
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Física
Citation: FERNANDES, Guilherme de Lima. Estudo das Propriedades Ópticas, Morfológicas e Magnéticas de Pontos Quânticos de CdTe e Cd1-xMnxTe em Matriz Vítrea. 2013. 88 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2013.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15666
Issue Date: 31-Jul-2013
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Física

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