Estudo de mecanismos de transporte em nanofios de óxido de índio dopado com estanho

Abstract

Nowadays, considerable attention has been devoted to the development of a new class of potentially important structures, called monocrystalline nanowires based on oxides, which may become parts of electronic devices or form themselves into complete new devices with mechanical, electronic and optical properties well defined and controllable. Particularly, these nanowires may have a metal or semiconductor construction, with the doping characteristics as a controllable parameter during the growth process. In the present work, the main objective is study the mechanisms os electrical transport in tin doped indium oxide nanowires - ITO. For this, firstly the material was synthesized, and structurally and morphologically characterized. Subsequently devices for individual characterization by optical ithography were prepared and, finally, characterized suitably electrically. The synthesis resulted in nanowires of tin doped indium oxide that grow-up by the mechanism of vapor-liquid-solid growth (VLS). The characterization of individual nanowires showed that the majority of nanowires in a wide temperature range have a metallic electrical behavior, since the resistivity increases with increasing temperature. The analysis also indicated that some nanowires presented metal-insultor transition, and this transition increases with decreasing width of the nanowires. With the results obtained from the setting made with the transport models can conclude that several mechanisms are responsible for conducting the ITO nanowires, depending on the width and the carrier concentration of the same. Regarding the insulator transition models, some nanowires have Mott insulator transition metal and other metal insulator transition Anderson. The results with nanowires of different width showed that width between 155 nm and 126 nm there is a change in the dimensionality of driving from 3D to 1D

Atualmente, grande atenção tem sido dedicada ao desenvolvimento de uma nova classe de estruturas potencialmente importantes, os chamados nanofios monocristalinos baseados em óxidos, que podem tornar-se partes dos dispositivos eletrônicos ou constituir-se como novos dispositivos completos, com propriedades mecânicas, eletrônicas e ópticas bem definidas e controláveis. Particularmente, estes nanofios podem apresentar características semicondutoras ou metálicas por construção tendo a dopagem como um parâmetro controlável durante o processo de crescimento. O presente trabalho teve como objetivo principal o estudo dos mecanismos de transporte elétrico elétrico em nanofios de óxido de índio dopado com estanho - ITO. Para isto, primeiramente o material foi sintetizado e caracterizado estrutural e morfologicamente. Posteriormente foram preparados os dispositivos para a caracterização individual dos nanofios por meio de litografia óptica e, por fim, devidamente caracterizado eletricamente. A síntese resultou em nanofios de óxido de índio dopados com estanho crescido pelo mecanismo vapor-líquido-sólido (VLS). A caracterização individual dos nanofios permitiu concluir que a maioria dos nanofios em uma grande faixa de temperatura possuem comportamento elétrico metálico, uma vez que a resistividade aumenta com o aumento da temperatura. As análises indicaram que alguns nanofios apresentam transição metal-isolante e que essa transição aumenta com a diminuição da largura dos nanofios. Com os resultados obtidos a partir dos ajustes realizados com os modelos de transporte pode-se concluir que vários mecanismos são responsáveis pela condução nos nanofios de ITO, dependendo dad largura e da concentração de portadores dos mesmos. Em relação aos modelos de transição metal isolante, alguns nanofios apresentam transição metal isolante de Mott e outros, transição metal isolante de Anderson. Os resultados com nanofios...