Nanofios semicondutores : analise de propriedades eletricas e estruturais por microscopia no modo Kelvin Probe / Semiconductor nanowires : analysis of electric and structural properties by Kelvin Probe force microscopy

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2008

RESUMO

As propriedades elétricas de nanofios (InAs, InP, InP-InAs-InP, InAsP) individuais e em junções foram estudadas implementando simultaneamente as técnicas Non Contact Atomic Force Microscopy NC-AFM (para aquisição da topografia) e Amplitude-sensitive Modulated Kelvin Probe Microscopy AM-KPFM (fornece medidas do Potencial de Superfície), permitindo correlacionar as propriedades elétricas com a estrutura da amostra. Em particular, o comportamento do Potencial de Superfície (PS) em função do diâmetro do nanofio foi investigado e utilizado na identificação do material que o compõe. Em uma primeira etapa, a técnica AM-KPFM foi caracterizada, principalmente em termos de resolução para análise de nano-objetos. Nossos resultados evidenciaram um fator de escala presente associado à eletrônica do equipamento, que somente permitiu realizar uma análise qualitativa dos dados adquiridos. Além disso, foi observada uma diminuição no contraste nas medidas elétricas quando o tamanho do objeto analisado diminui. Medidas em nanofios individuais de InP e InAs permitiram estabelecer que há uma queda no PS quando o diâmetro do fio diminui. Este comportamento é o resultado de duas contribuições: a perda no contraste (efeito de tamanho na medida) e o incremento local da função trabalho, que poderíamos associar ao aumento da proporção entre a carga superficial e a carga no interior do fio. Nas junções, há um aumento no PS na região da junção, indicando a formação de uma barreira de energia associada à acumulção de carga. Isto isola as junções do comportamento típico observado em nanofios individuais. Medidas em junções montadas em dispositivos poderiam complementar o estudo deste tipo de configurações. A caracterização do PS em função do diâmetro para os nanofios de InP e InAs permitiu a identificação do material (InAs ou InP) presente ao longo dos fios heteroestruturados de InP-InAs-InP, mostrando também a presença da nanopartícula de ouro usada como catalisador no crescimento. Os contrastes no PS ao longo do fio não se correlacionam diretamente às imagens de Microscopia Eletrônica de Transmissão, sugerindo que a interface elétrica é diferente da metalúrgica. Nos nanofios de InAsP, pelo contrário, os dados obtidos indicam a formação de uma liga ternária

ASSUNTO(S)

kelvin probe force microscopy nanowires nanofios surface potential atomic force microscopy microscopia de força atomica microscopia no modo kelvin probe potencial de superficie

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