SEMICONDUCTORES

Autor: CLIMENTE PLASENCIA JUAN IGNACIO.
Año: 2004.
Universidad: JAUME I DE CASTELLON.
Centro de lectura: E.T.S. DE TECNOLOGIA Y CIENCIAS EXPERIMENTALES.
Centro de realización: E.T.S. DE TECNOLOGIA Y CIENCIAS EXPERIMENTALES.

Resumen: En la presente Tesis investigamos la estructura energética de puntos cuánticos y anillos cuánticos semiconductores con simetría axial. Para ello, integramos numéricamente el Hamiltoniano k.p tridimensional en aproximación de función envolvente. Los electrones de conducción se describen con un Hamiltoniano de una banda, considerando la dependencia de su masa efectiva respecto de la posición y la energía. Los huecos se describen con un Hamiltoniano de cuatro bandas que considera el acoplamiento entre subbandas de huecos pesados y huecos ligeros. El uso de potenciales confinantes espaciales finitos permite una descripción realista de los efectos en los límites de las nanoheteroestructuras. Los efectos de diversos potenciales sobre el espectro de estas estructuras, como el de campos magnéticos externos y fuerzas de tensión elástica, son estudiados con detalle. Entre los principales resultados de esta Tesis se incluyen. 1. El descubrimiento de nuevos fenómenos derivados de la aplicación de campos magnéticos sobre puntos cuánticos esféricos multicapa. 2. La presentación de un dispositivo modelo que permite el control de las propiedades magnéticas de puntos cuánticos semiconductores III-V dopados con iones magnéticos a través del voltaje. 3. Un estudio exhaustivo de la estructura energética de anillos cuánticos autoordenados, que ofrece la primera interpretación completa y consistente de numerosos experimentos de espectroscopia en el infrarrojo lejano y cercano de estas estructuras.

Autor: DIAZ GARCIA JOSE GABRIEL.
Año: 2004.
Universidad: JAUME I DE CASTELLON.
Centro de lectura: E.T.S. DE TECNOLOGIA Y CIENCIAS EXPERIMENTALES.
Centro de realización: E.T.S. DE TECNOLOGIA Y CIENCIAS EXPERIMENTALES.

Resumen: Los métodos kp y tight-binding, que inicialmente fueron diseñados para predecir las propiedades del sólido extendido, han sido adaptados para describir las propiedades optoelectrónicas de nanoestructuras semiconductoras. El Hamiltoniano kp de 4 bandas para huecos y la ecuación de masa efectiva en el modelo de 1 banda para electrones se han discretizado en coordenadas cilíndricas, con el objetivo de estudiar los efectos de la aplicación de un campo magnético sobre el espectro energético de los nanocristales y las propiedades colectivas en sistemas de puntos cuánticos acoplados. Entre los resultados obtenidos cabe destacar que el acoplamiento entre nanocristales con topología de antidot provoca una importante estabilización energética de la minibanda fundamental, la cual permanece inalterada frente a la acción de un campo magnético. El modelo tight-binding de primeros vecinos que se ha implementado utiliza una base sp3s* para describir cada átomo del nanocristal. Este modelo atomista permite la descripción detallada de la estructura óptica fina de los nanocristales. Se ha evidenciado que los espectros teóricos de absorción con luz polarizada en la dirección z permiten discriminar entre geometrías que la microscopía electrónica no es capaz de discernir.

Autor: PERALEZ ECEIZA ALVARO.
Año: 2003.
Universidad: CARLOS III DE MADRID.
Centro de lectura: E.P.S.DE LA UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID.
Centro de realización: E.P.S. DE LA UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID.

Resumen: En esta tesis hemos investigado matemáticamente dos regímenes de transporte de carga eléctrica en superredes semiconductoras mediante dos modelos cualitativamente diferentes. Tras introducir los conceptos básicos, describimos un modelo discreto ya existente para transporte mediante túnel resonante secuencial en superredes dopadas o fotoexcitadas. Las soluciones numéricas del modelo dopado muestran dominios de campo dinámicos y oscilaciones de la corriente. Fenómenos que ocurren también en el fotoexcitado, donde además investigamos las bifurcaciones y construimos un diagrama de fase que presenta gran riqueza de soluciones y diferentes tipos de bifurcaciones dependiendo del voltaje aplicado y la potencia de la iluminación láser. Inducidos por resultados experimentales, modificamos el modelo introduciendo un retardo temporal. En la resolución numérica aparecen picos superpuestos a la oscilación principal, y mostramos que se deben al paso por efecto túnel a través de diferentes barreras de la acumulación de carga que forma la frontera entre dos dominios. Por último presentamos un modelo continuo de convección-difusión derivado para transporte por minibanda. Partimos de un sistema de Boltzmann-Poisson y aplicamos el límite hiperbólico, en el cual los términos de colisiones y de campo eléctrico dominan a los otros dos. Mediante un método perturbativo obtenemos una ecuación reducida con términos adicionales además de los de convección y difusión, cuyos coeficientes no obedecen la relación de Einstein. Resolvemos numéricamente la ecuación en derivadas parciales mediante diferencias finitas, y las simulaciones muestran dipolos de campo viajeros y oscilaciones de la corriente. Todos los resultados obtenidos se comparan cualitativa o cuantitativamente con experimentos.

Autor: Mora Seró Iván.
Año: 2003.
Universidad: VALENCIA.
Centro de lectura: Facultat de Física, Universitat de València.
Centro de realización: Facultat de Física, Universitat de València.

Resumen: La tesis está centrada en el estudio del crecimiento de materiales II-VI mediante la técnica de depósito de capas delgadas MOCVD (MetalOrganic Vapour Phase Epitaxy). En concreto se ha estudiado el crecimiento de los compuestos CdTe y HgTe, así como de su aleación ternaria Hg1-xCdxTe. El empleo de estos materiales nos ha permitido profundizar en las posibilidades de la técnica ya que cada uno de ello se ha crecido mediante una configuración diferente. El crecimiento de CdTe se ha realizado sobre tres substratos de naturaleza muy diferente: vidrio, GaAs y GaS. Adicionalmente sobre el primero hemos estudiado la influencia de un tratamiento térmico post-crecimiento en el mismo reactor MOCVD, obteniendo muestras con mayor calidad y tamaño de grano que las muestras sin tratar, lo que sin duda es beneficioso de cara a su utilización en el desarrollo de dispositivos fotovoltaicos. En el crecimiento de CdTe sobre GaAs(100) hemos obtenido de manera reproducible capas con orientación (111) ó (100). Un estudio sistemático de la morfología de las muestras en función del tiempo de crecimiento, es decir del grosor, nos ha permitido detectar dos mecanismos de crecimiento para el CdTe(111), uno para tiempos inferiores a 100 s y otro para tiempos superiores. Por lo que respecta al crecimiento de CdTe(100) sobre GaAs(100), hemos obtenido muestras libres de los defectos superficiales conocidos como "hillocks", que son observados sistemáticamente por otros autores. El crecimiento de CdTe sobre GaS(001), nos ha permitido poder relacionar la orientación de este substrato con la de la capa de CdTe crecida sobre él mediante análisis de texturas por difracción de rayos X. En el crecimiento de HgTe, se ha utilizado una doble entrada de precursores ya que en una de ellas se sitúa el baño de Hg que se utiliza como material fuente. Hemos comprobado, con ayuda de la simulación numérica, la influencia de la doble entrada en el comportamiento hidrodinámico del proceso, contrastando las predicciones de dicha simulación con los resultados experimentales y obteniendo un buen acuerdo. El crecimiento de CdTe y HgTe, nos ha permitido abordar el crecimiento de su ternario mediante el método de interdifusión de capas múltiples, obteniendo muestras de Hg1-xCdxTe(100) con distintas composiciones x, que han sido sistemáticamente caracterizadas mediante diversas técnicas.

Autor: LUNA GARCIA DE LA INFANTA ESPERANZA.
Año: 2003.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: E.T.S.I. DE TELECOMUNICACION.
Centro de realización: ETSI TELECOMUNICACION UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID.

Resumen: El tema principal de esta tesis es el desarrollo de detectores de infrarrojo de pozo cuántico (QWIP) con operación fotovoltaica (PV) en la ventana de transmisión atmosférica de 3-5 µm. El mecanismo de operación de un QWIP reside en las transiciones intersubbanda que se establecen entre las subbandas energéticas de un pozo cuántico de potencial alojado en la banda de conducción (que es el caso de los QWIPs de esta tesis) o en la banda de valencia. En particular, el trabajo expuesto se refiere al estudio de la estructura de pozo cuántico y doble barrera (DBQW), donde los pozos de la zona activa están delimitados por dos barreras de potencial: una primera barrera interna delgada (~20 Å de AlAs, generalmente); y una segunda barrera exterior, más gruesa (~300 Å) formada por otro material con menor gap (AlGaAs, por ejemplo). En nuestro caso, la mayor parte de los detectores estudiados (con la excepción de los detectores con (In)GaAsN en el pozo), tienen la estructura AlGaAs/AlAs/GaAs. El trabajo desarrollado en esta tesis incluye no sólo el desarrollo y caracterización de los detectores DBQW, sino también el diseño de las estructuras, así como el crecimiento de los dispositivos mediante Epitaxia por Haces Moleculares (MBE). Con respecto al crecimiento, en este trabajo se demuestra un método sistemático para controlar la temperatura de crecimiento (Ts), que permite obtener una elevada reproducibilidad en los crecimientos. Este resultado es especialmente importante cuando se crecen dispositivos, pues facilita la transferencia de conocimientos del laboratorio a la industria. Por su parte, a partir del aspecto de las reconstrucciones superficiales del GaAs (001) y AlAs (001), se propone un método para determinar la rugosidad de la superficie durante el crecimiento. Finalmente, el estudio se completa con la demostración de un método fiable y sencillo para determinar la relación de flujos V / III empleada en el crecimiento de heteroestructuras basadas en AlGaAs. En lo que se refiere al dispositivo, en primer lugar se realiza un estudio sobre cómo afectan los parámetros de diseño del QWIP al valor de la longitud de onda y ancho de banda de detección. En particular, interesa determinar cuál es la mínima longitud de onda y el menor ancho de banda que se obtiene con un detector basado en la estructura DBQW. A continuación, el trabajo se centra en el estudio de la propiedad más sorprendente y notable que exhiben estos detectores con el dopaje distribuido en el pozo de potencial: la existencia de un acusado e inesperado efecto fotovoltaico, i.e. la posibilidad de detectar radiación infrarroja para Vapl = 0 V. Se encuentra, asimismo, que la aparición de ciertas anomalías en las características eléctricas del dispositivo (asimetrías, existencia de I 0 para V = 0 V (offset) en las curvas de corriente de oscuridad) está íntimamente relacionada con el comportamiento PV. Una parte importante del trabajo realizado en esta tesis se centra en investigar la posible relación entre las características electro-ópticas de los detectores y la microestructura de las muestras, lo que permitiría determinar el origen del efecto PV de los detectores DBQW dopados en el pozo. Según la literatura, el origen del efecto PV reside en las asimetrías internas no intencionadas que se introducen durante el proceso de crecimiento epitaxial. Las dos posibles causas son: 1) la existencia de diferencias estructurales de las dos barreras de AlAs adyacentes al pozo, 2) la presencia de campos internos de built-in en la estructura generados por las regiones de carga-espacio consecuencia de la segregación de Silicio del pozo. En nuestro estudio, se ha crecido la misma estructura nominal bajo distintas condiciones de crecimiento, encontrando que, efectivamente, el efecto PV y las asimetrías internas son distintas en cada caso. Asimismo, por primera vez, se ha realizado un estudio de estos detectores mediante Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM), que ha permitido determinar que la existencia de imperfecciones estructurales en las capas de AlAs no parece ser la causa del efecto PV, estando éste causado principalmente por los efectos derivados de la segregación de Si. En particular, un análisis detallado de las micrografías TEM revela la existencia de una asimetría composicional en las barreras de AlAs (posiblemente causada por la presencia de Si) que explicaría este efecto, pues la muestra con la mayor asimetría composicional es la que presenta las asimetrías eléctricas más acusadas. En lo que se refiere a las prestaciones de los dispositivos, uno de nuestros objetivos principales es promover el uso de estos detectores en el modo PV, y al mismo tiempo, mejorar los valores de las figuras de mérito (responsividad y detectividad). Nuestra propuesta reside en el uso de la técnica de Modulación de Dopaje (MD), siendo ésta la primera vez que se aplica la técnica en detectores DBQW con operación en la región de 3-5 µm. Se encuentra que los detectores basados en este diseño exhiben una notable respuesta PV, con la ventaja adicional de que es posible controlar este efecto a través de un diseño cuidadoso de la posición del dopante. Por su parte, los detectores MD exhiben un pico de detección más estrecho y una mayor responsividad que los detectores correspondientes dopados en el pozo. Un diseño optimizado de la estructura de potencial de los detectores DBQW con MD permite mejorar las prestaciones del dispositivo (los valores de las figuras de mérito se encuentran entre los mejores valores aparecidos en la literatura) de tal forma que es posible abordar de manera optimista el proyecto de desarrollar una cámara IR de plano focal basada en estos detectores. Finalmente, por primera vez, se propone el uso de las aleaciones de Nitrógeno diluido como parte activa de un detector DBQW. La enorme reducción del gap al incorporar una pequeña fracción de N en el compuesto (In)GaAs, hacen que este material sea muy atractivo en el diseño de dispositivos intersubbanda con operación en el IR cercano. En nuestro caso, los pozos de GaAs de la estructura DBQW se han reemplazado por (In)GaAsN. Aunque todavía existen importantes dificultades relacionadas con el crecimiento del material y con el estudio de las propiedades peculiares del InGaAsN y su influencia en las prestaciones del dispositivo, con los detectores basados en AlGaAs/AlAs/(In)GaAsN hemos demostrado detección IR por debajo de ~ 3 µm, el mínimo valor que se obtiene con QWIPs basado en GaAs. Se encuentra que, en todos los QWIPs con N, la aplicación de tratamientos térmicos posteriores al crecimiento mejora la responsividad y desplaza la posición del pico de detección hacia menores energías. Se observa que este efecto es más acusado en el detector con InGaAsN en el pozo.

Autor: RUIZ MORENO ANA M..
Año: 2003.
Universidad: BARCELONA.
Centro de lectura: FÍSICA.
Centro de realización: FACULTAD DE FÍSICA, UNIVERSIDAD DE BARCELONA.

Resumen: Los óxidos metálicos semiconductores (WO3, TiO2, SnO2,..) se han usado exhaustivamente como sensores de gas gracias a la propiedad de cambiar la resistividad cuando son expuestos a diferentes gases. Entre estos óxidos, el TiO2 en uno de los candidatos más prometedores para la detección de gases debido a su alta estabilidad y robustez en entornos agresivos y altas temperaturas. Este material cristaliza en tres fases: brokita, anatasa y rutilo, siendo ésa última la fase temodinámicamente estable. Para aplicaciones en sensores de gas, el óxido de titanio en fase rutilo se ha utilizado para fabricar y comercializar dispositivos que determinan la concentración de oxígeno en el aire a altas temperaturas (700ºC). Es este intervalo de temperaturas, los defectos químicos del óxido se equilibran con la presión parcial de oxígeno, lo que modula la conductividad del material. A temperaturas de trabajo más bajas (mayor de 500ºC), los efectos de superficie juegan un papel muy importante en la detección de gases, de ahí que interese preparar materiales nanocristalinos ya que éstos presentan una elevada superficie específica. Las moléculas de gas interaccionan con la superficie del material compartiendo o intercambiando portadores de carga, fenómeno qu epermite el sensar los gases. Las características de la superficie del TiO2, especialmente en las fases anatasa y rutilo, y el intervalo de temperaturas en el que puede trabajar, hacen que sea material muy interesante a estudiar para aplicaciones en sensores de gas. En esta Tesis, el principal objetivo ha sido la síntesis y caracterización de manopartículas de TiOs adecuadas para sensores de gas en las dos fases; anatasa y rutilo. Para ello se ha preparado TiO2 puro y TiO2 modificado con Nb, Cr y La como adiditivos mediante la ruta química conocida como sol-gel, y se ha sintetizado material mediante procesos hidrotérmicos. Las diferentes series de materiales se han analizado tanto estructural como eléctricamente con el fin de comprender mejor los mecanismos que conducen a la detección de gases.

Autor: YAAKOUBI NOURDIN.
Año: 2003.
Universidad: BARCELONA.
Centro de lectura: FÍSICA.
Centro de realización: FACULTAT DE FÍSICA.

Resumen: La motivación de esta Tesis se centra en el desarrollo y Caracterización de tecnologías de dispositivos Microactuadores compatibles con la tecnología estándar de Si. En una etapa inicial, se planteó la utilización de aleaciones con memoria de forma para el desarrollo de los dispositivos microactuadores, para lo que se ha realizado un estudio de los procesos de depósito de capas delgadas de la aleación Nitinol (NiTi), mediante el depósito de capas elementales de Ni y Ti posteriores tratamientos térmicos. No obstante, los problemas severos encontrados en el control de la composición y estructura de las capas utilizando la tecnología disponible en barcelona han llevado a plantear el desarrollo de actuadores magnéticos para ello, las limitaciones en el espesor de las capas obtenidas con los procesos convencionales en la tecnología de Si han hecho necesario desarrollar técnicas alternativas basadas en procesos electroquímicos. En este marco, en esta tesis se ha abordado el desarrollo y puesto a punto de procesos de depósito electroquímicos para la realización de dispositivos Microactuadores en Tecnología de Si. En este estudio, se han seleccionado el Cu y el Ni como materiales a depositar, y se han analizado los procesos de depósito para el crecimiento de capas de Cu y de estructuras multicapas Ni/Cu sobre diferentes tipos de substrato como obleas de Si y capas sacrificiales de óxido (SiO2). Al final de la tesis se plantea la aplicación de estos procesos para el diseño y realización de dispositivos Microactuadores. Estos dispositivos se han basado en la integración de bobinas de Cu en substratos micromecanizados de Si. Se ha realizado una modelización de los dispositivos, basandose el estudio de la interacción entre el campo magnético creado por las bobinas y un imán permanente situado en su núcleo, en función de los parámetros de diseño. La caracterización de los dispositivos realizados ha permitido confirmar la validez de esta modelización, obteniendo desplazamientos de la membrana del dispositivo del mismo orden de magnitud que la reflexión prevista en la simulación de los microactuadores.

Autor: SABATÈ VIZCARRA NEUS.
Año: 2003.
Universidad: BARCELONA.
Centro de lectura: FÍSICA.
Centro de realización: CENTRO NACIONAL DE MICROELECTRÓNICA - CSIC.

Resumen: En este trabajo se estudia, por un lado, la metodología de optimización de sensores de flujo de tipo térmico dirigida a una aplicación en calderas domésticas y por otro, el desarrollo de un chip multisensor en el cual el sensor de flujo se integra conjuntamente con una matriz de sensores de gases de tipo semiconductor. Existe una clara interrelación entre estos dos objetivos ya que la elección del desarrollo de un sensor de flujo de tipo térmico y no de cualquier otro tipo radica en sus claras ventajas a la hora de ser integrado con los sensores de gases. Así pues, la tesis se presenta dividida en dos partes que corresponden a los objetivos citados. En la primera parte se determina la influencia de todos los parámetros de diseño del chip sensor de flujo y la cápsula sobre la respuesta del sensor. Este conocimiento permite llegar a la optimización de esta respuesta para una aplicación determinada. La segunda parte de la tesis se centra en el desarrollo del microsistema. En primer lugar se presenta una evaluación de la compatibilización de las tecnologías de fabricación de los diferentes sensores así como los pasos claves de la secuencia de fabricación del dispositivo multisensor. Una vez obtenido éste, se presentan los resultados concernientes a su encapsulado así como la caracterización de aspectos del multisensor relacionados con su operación como son el consumo y el tiempo de respuesta. Finalmente, a causa de la orientación industrial del proyecto en el cual se enmarca la realización de este desarrollo, se tratan cuestiones relacionadas con la fiabilidad del chip multisensor.

Autor: NOGALES DÍAZ EMILIO.
Año: 2003.
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID.
Centro de lectura: FÍSICA .
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS.

Resumen: En este trabajo se ha realizado la caracterización mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) y microscopía túnel (STM) de muestras nanocristalinas de Si y Ge, así como de muestras de Si sobre las que se ha implantado o depositado erbio. Con ellas se han estudiado las propiedades de emisión de luz, mediante catodoluminiscencia (CL), y las propiedades electrónicas, mediante espectroscopía túnel (STS) y corriente inducida por el haz de electrones en modo remoto con el STM (STM-REBIC). Se ha demostrado la obtención de películas nanocristalinas de silicio mediante la implantación de iones boro en silicio amorfo. Los resultados de CL presentan una banda centrada alrededor de 3.1 eV que se ha asociado al confinamiento cuántico producido por la presencia de nanocristales en una matriz de silicio amorfo. Otra banda de CL presente en los espectros de estas muestras está centrada en unos 2.6 eV, asociándose a la presencia de óxidos de silicio. Mediante la técnica de STS se ha demostrado el ensanchameinto del intervalo de energías prohibidas superficial, igualmente producido por confinamiento cuántico asociado con la presencia de nanocristales de silicio en las muestras. Al aplicar un recocido térmico a las mismas tras la implantación, no se encontraba emisión visible de CL ni ensanchamiento del intervalo de energías prohibidas con STS, debido a la desaparición del confinamiento a causa del aumento de tamaño de los nanocristales. Las muestras de silicio sobre el que se ha depositado erbio por evaporación mostraban una emisión de CL, así como de fotoluminiscencia (PL), intensa. Las energías de las emisiones corresponden con las transiciones intraiónicas 4f-4f del ión ER3+. El erbio se depositó sobre sustratos de silicio amorfo y cristalino y en atmósferas de nitrógeno y oxígeno. La emisión procede de una capa de óxido de erbio situada en la intercara del sustrato y el erbio depositado. Las diferencias entre las intensidades relativas de estas emisiones se asociaron a la diferente concentración de oxígeno en los sustratos, mientras que la atmósfera de recocido no influye de manera significativa. Se ha demostrado, asimismo, que el proceso de molido de germanio cristalino bajo ciertas condiciones resulta en la aparición de partículas cuyo tamaño es del orden de los cientos de nanómetros compuestos por nanocristales de entre 3 y 20 nm. Se han investigado muestras de germanio cristalino, germanio molido y óxido de germanio cristalino y molido. Las emisiones de CL en la región visible que presentan las muestras de germanio molido son diferentes de las de los óxidos de germanio molido y sin moler. Las emisiones se han asociado a la presencia de los nanocristales estando influidas por la presencia de óxidos de germanio en la intercara.

Autor: RURALI RICCARDO.
Año: 2003.
Universidad: AUTONOMA DE BARCELONA.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: ESCUELA DE DOCTORADO Y DE FORMACIÓN CONTINUADA.

Resumen: Se han utilizado las más avanzadas técnicas de cálculos teóricos de estructura electrónica para estudiar los defectos puntuales en carburo de silicio. En particular se ha abordado el estudio de la difusión de boro, la difusión de vacantes y del dopaje a alta dosis con nitrógeno i fósforo. La Tesis se enfoca en los mecanismos a la escala atómica responsable de estos procesos cuya relevancia tecnológica es de primaria importancia en la fabricación de dispositivos microelectrónicos.

Autor: MARTÍN ALONSO PEDRO PABLO.
Año: 2003.
Universidad: AUTONOMA DE MADRID.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE MADRID.

Resumen: En el trabajo se exponen los resultados experimentales obtenidos en un estudio de crecimiento por epitaxia de haces moleculares de nanoestructuras metálicas sobre substratos semiconductores de silicio. El estudio se ha realizado para dos tipos de sistemas: El primero de ellos, el crecimiento de heteroestructuras metálicas Co/Ag sobre substratos de Si(111). Este caso presenta gran interés por sus propiedades magneto-electrónicas y la dificultad que presenta su crecimiento, debido al elevado desacoplo entre los parámetros de red respecto al substrato. El segundo tipo de sistemas estudiado ha sido el crecimiento de nanoestructuras metálicas aprovechando fenómenos de auto-organización, con objeto de obtener redes regulares de nanoestructuras sobre substratos de silicio. Se han estudiado dos métodos. Por un lado la formación de patrones auto-organizados en el propio substratos de silicio que actúan como molde para el posterior crecimiento de capas metálicas. Por otro lado, la formación espontánea de nanoestructuras metálicas durante el crecimiento heteroepitaxial. En el trabajo se recoge también la descripción del sistema de control y adquisión de datos desarrollado, para su aplicación en el equipo de crecimiento MBE. Este sistema de control añade un modo de operación automático al equipo de crecimiento, permitiendo la automatización de muchos de los procedimientos involucrados en el crecmiento incrementando la eficiencia del sistema y la reproducibilidad de las condiciones de crecimiento empleadas.

Autor: FERNÁNDEZ HEVIA DANIEL.
Año: 2003.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: INGENIEROS DE TELECOMUNICACIÓN .
Centro de realización: ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE TELECOMUNICACIÓN (U.P.M.).

Resumen: Se ha establecido un marco teórico para el estudio del transporte de carga a través de interfaces eléctricamente activas, especialmente útil para descripción de la respuesta eléctrica de semiconductores policristalinos con bordes de grano eléctricamente activos. Dicho marco teórico extiende los formalismos previos, permite el análisis de condiciones experimentales nuevas, y posibilita la investigación de parámetros físicos que permanecían inaccesibles. Además, el desarrollo teórico proporciona un formalismo unificado para las diversas situaciones experimentales, del que se carecía previamente. Dentro de este marco,se han desarrollado nuevas técnicas de caracterización eléctrica esclareciendo al relación entre el esquema teórico y su aplicación práctica, y proporcionando pautas nítidas para la utilización del formalismo sin simplificaciones inadecuadas. Las técnicas desarrolladas proporcionan información nueva sobre la estructura electrónica del material, permiten tratar casos previamente inabordables, y permiten separa las diversas regiones microscópicas que contribuyen a su respuesta eléctrica. Como aplicación de este trabajo, se ha estudiado el caso de los materiales varistores basados en óxido de zinc. Tras situar al material con respecto al esquema teórico, se ha producido a su caracterización C-V sin restricciones sobre la amplitud de las señal de medida. A continuación, se han obtenido los parámetros físicos de su estructura electrónica en las distintas regiones microscópicas. Así, se ha descubierto el efecto PTCR (Coeficiente de temperatura positivo para la resistencia) del interior de grano, se han explicado diversos aspectos del comportamiento bajo pulsos de alta corriente, se ha demostrado la existencia de un nivel profundo dominante, se ha encontrado un posible origen a la respuesta no Debye del material, y se ha correlacionado la pérdida de propiedades bajo sobrecocción con los cambios en la estructura electrónica del borde de grano.

Autor: URBIETA QUIROGA ANA IRENE.
Año: 2002.
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID.
Centro de lectura: FÍSICA.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS.

Resumen: En este trabajo se han caracterizado monocristales de ZnSe obtenidos por recristalización en fase sólida (SPR) y ZnO en forma de monocristal y de película delgada mediante el uso de técnicas basadas en el microscopio electrónico de barrido (SEM) y el microscopio túnel de barrido (STM). En el caso del SEM, dichas técnicas son fundamentalmente la catodoluminiscencia (CL), la corriente inducida por el haz de electrones de modo remoto (REBIC) y el microanálisis de rayos X (WDX). En el STM, se ha utilizado el modo de corriente constante para obtener imágenes de topografía, la espectroscopía túnel y la extensión de la técnica de REBIC de este microscopio. Además, se ha hecho uso de otra técnica en campo próximo como es la NF - CL (Near Field Cathodoluminescence). Se han investigado los efectos del proceso de recristalización sobre la distribución de defectos de los monocristales de ZnSe, tanto puntuales como extensos, así como las propiedades de recombinación electrónica que presentan las maclas de recocido que aparecen tras el tratamiento térmico. En los monocristales de ZnO, se han investigado dos tipos de muestras obtenidas por el método hidrotérmico y de flujo alcalino, respectivamente. Se ha observado que el método de crecimiento influye de forma determinante en la distribución de defectos de este material. Las medidas realizadas con STM y STS muestran que es la naturaleza de la superficie estudiada y no el método de crecimiento la que determina las propiedades de recombinación electrónica superficial del material. Se ha comprobado que existen dos regímenes de crecimiento en las películas de ZnO obtenidas por deposición asistida por láser pulsado. En las fronteras de grano de dichas muestras se forman zonas de carga especial que se han observado mediante REBIC en el STM, lo que ha permitido obtener una resolución lateral en torno a 4-5 nm.

Autor: GÓMEZ CUESTA IGNACIO.
Año: 2002.
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID.
Centro de lectura: FÍSICA.
Centro de realización: FACULTAD CC. FÍSICAS.

Resumen: El trabajo de investigación desarrollado a lo largo de la presente tesis doctoral se puede agrupar en torno a cuatro líneas fundamentales. En primer lugar se han investigado las propiedades de transporte electrónico en superredes (SRs) de semiconductores con modulación de composición de tipo gaussiano, las también llamadas SRs gaussianas (SRGs). En este tipo de heteroestructuras hemos calculado distintas magnitudes relacionadas con el transporte, comprobando como afecta el desorden a dichas magnitudes, y hemos comparado nuestros resultados de estructura electrónica con los objetivos en experimentos de fotoluminiscencia. En segundo lugar hemos investigado la aparición de estados extendidos en SRs semiconductoras con desorden de tipo intencionado. Hemos aplicado una nueva técnica al estudio de estados extendidos debidos a correlaciones en el desorden, y hemos observado la aparición de estados deslocalizados en las llamadas SRs binarias. En tercer lugar, hemos investigado el efecto de desorden de tipo no intencional sobre el transporte electrónico en heteroestructuras de semidonductores de dos tipos; heteroestructuras de doble barrera, y matrices de puntos cuánticos. Finalmente, en cuarto lugar, hemos estudiado la estructura electrónica, así como las funciones de onda y propiedades de espín de uniones magnéticas, tanto de tipo normal, como de tipo invertido, crecidas sobre semiconductores con intervalo estrecho de energías prohibidas.

Autor: TARDIO LOPEZ MIGUEL M.
Año: 2002.
Universidad: CARLOS III DE MADRID.
Centro de lectura: ESCUELA POLITECNICA SUPERIOR .
Centro de realización: UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID.

Resumen: Se estudia como la presencia de centros de hueco atrapado Mg y Li, afectan a las propiedades de transporte electrónico de los cristales de a-Al23/Mg y MgO/li, respectivamente. Estos defectos se crean por oxidación a elevadas temperaturas y su concentración se estima con la técnica de absorcion optica. las medidas de conductividad eléctrica para cristales con diferentes concentraciones de defectos se realizan combinando técnicas de dc y ac. En ambos tipos de cristales la interfase metal-aislante se caracteriza por una barrera de potencial con una caracteristica electrica bloqueante para los portadores mayoritarios(huecos), lo que viene corroborado por la electroluminiscencia observada en dicha interfase.Un estudio de la conductividad eléctricaen muestras de MgO implantadas con iones Li+ revela un valor de 14 ordenes de magnitud superior al de la smuestras no implantadas. Los defectos intrínsecos creados por la implantación son los principales responsable sdel aumento. Ademas la interfase metal-aislante presenta un comportamiento ohmico. Los resultados de este trabajo confirman la existencia de propiedades semiconductoras entre 250 y 800 K en los cristales de a-Al2O3/Mg y MgO/Li.Esta investigación abre la posibilidad de disponer de materiales cuyas propiedades eléctricas no se degraden a temperaturas apreciablemente mas altas que temperatura ambiente, de modo que puedan ser usados en aplicaciones tales como pozos geotérmicos, turbinas o centrales nucleares sin necesidad de recurrir a sistema sde enfriamiento

Autor: FONRODONA TURON MARTA.
Año: 2002.
Universidad: BARCELONA.
Centro de lectura: FÍSICA.
Centro de realización: FACULTAD DE FÍSICA.

Resumen: El elevado coste de producción de paneles fotovoltaicos de silicio ha llevado al desarrollo de la tecnología del silicio en lámina delgada. Uno de los materiales más prometedores en este campo es el silicio nanocristalino (nc-Si:H). El desarrollo de dispositivos fotovoltaicos de silicio nanocristalino crecidos mediante depósito químico en fase vapor asistido por filamento caliente (Hot-Wire Chemical Vapour Deposition, HWCVD), se ha llevado a cabo en la Universidad de Barcelona desde 1993, y, anteriormente a este trabajo, ha dado lugar a dos tesis doctorales. Tomando los resultados de dichos trabajos como punto de partida, el núcleo del presente trabajo era la optimización de las células solares y la implementación en ellas de estrategia de confinamiento óptico. Para ello se presta, primeramente, una especial atención a las propiedades y la densidad del material propiamente dicho. La mejora de las propiedades del material se consigue tanto realizando cambios en el diseño del sistema experimental utilizado como realizando un meticuloso estudio del efecto que provocan los diferentes parámetros de depósito en el material resultante. Teniendo en cuenta que diferentes tipos de dispositivos se depositan sobre substratos distintos, se estudia el efecto que ese cambio de substrato produce en el material crecido encima. Finalmente, este trabajo se centra en las células solares de silicio nanocristalino crecidas mediante HWCVD, especialmente en su estabilidad y se establece una relación entre la estabilidad de las células y su microestructura. Al final del estudio se reporta una mejor eficiencia de conversión del 5.2% para una célula solar con estructura p-i-n obtenida enteramente mediante HWCVD sobre un substrato de óxido conductor transparente rugoso, sobre la cual se ha depositado un reflector posterior de plata. La zona activa de la célula se ha depositado utilizando un filamento de tántalo a 1600ºC y a una temperatura de substrato de 200ºC. La estabilidad del dispositivo se ha evaluado mediante su exposición a iluminación AM1.5 durante 1000 horas y no se han apreciado signos de degradación del material. La eficiencia de conversión y estabilidad obtenidas, juntamente con el carácter preliminar de la estructura hacen que este resultado pueda considerarse muy prometedor.

Autor: MORALES SÁNCHEZ FRANCISCO MIGUEL.
Año: 2002.
Universidad: CADIZ.
Centro de lectura: CIENCIAS .
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: Dentro del trabajo de esta Tesis Doctoral, se estudian los mecanismos de formación de láminas delgadas y de precipitados cristalinos de carburo de silicio (SiC). La caracterización de estas estructuras permite la recopilación de datos y por consiguiente, un mejor entendimiento de los mecanismos y reacciones químicas implicadas en esta reacciones. De modo general, las dos grandes hipótesis planteadas antes del inicio de este trabajo de investigación fueron: 1,- La implantación iónica de C y otros átomos a altas temperaturas permite una contracción en la red del Si del sustrato bombardeado y la generación de especies cristalinas de gran interés. 2,- La dinámica de carburización en superficie de sustratos de Si implantado y de Si monocristalino es distinta a la que ocurre en procesos de crecimiento de SiC sobre Si y facilitan la obtenciónde SiC monocristalino soportado sobre Si. El objetivo principal de esta línea de investigación es el de la fabricación y caracterización de carburo de silicio y otros compuestos obtenidos a partir de obleas de silicio, a la vez que se demuestra que son viables en su posterior uso como plantillas ajustadas "compliant", capas semilla "seed" o capas amortiguadoras "buffer", en el recrecimiento mediante técnicas de crecimiento epitaxial de SiC y aleacciones de nitruros III-N que puedan alcanzar la calidad cristalina suficiente como para ser utilizados en la fabricación de dispositivos optoelectrónicos y microelectrónicos. - Para abordar las hipótesis planteadas, se han estudiado muestras que quedan englobadas en tres grupos: 1,- Síntesis del Carburo de Silicio y otras especies mediante Implantación Iónica de Silicio. 2,- Síntesis del Carburno de Silicio mediante Carburización de Silicio. 3,- Crecimiento Epitaxial de Carburo de Silicio y de Nitruros III-N sobre Silicio carburizado. La fabricación de todas estas estructuras se realiza mediante técnicas de crecimiento derivadas de otras clásicas de: 1,- Bombardeo iónico (IBIC). 2,- Deposición química de vapores (CVD). 3,- Epitaxia de haces moleculares (MBE). Su posterior caracterización se realiza principalmente por análisis de: 1,- Microscopía electrónica de barrido (SEM). 2,- Microscopía electrónica de transmisión (TEM). 3,- Espectrometría de infrarrojos (FTIR) y otras técnicas: De este modo, la tesis está constituida por siete capítulos. El capítulo 1 presenta una visión general de la estructura, propiedades y aplicaciones del SiC como material semiconductor y una revisión extensa de las principales técnicas de síntesis de SiC. Los capítulos 2 y 3 están dedicados a la parte experimental, y se presentan, por una parte, los equipos y técnicas de crecimiento cristalino, y por otra, las técnicas de caracterización utilizadas en esta Tesis Doctoral. El capítulo 4 corresponde a los resultados obtenidos en el análisis de los experimentos de implantación llevados a cabo. El capítulo 5 se dedica al análisis de las investigaicones sobre carburización. El capítulo 6 al crecimiento epitaxial de SiC y GaN sobre sustratos carburizados. En el capítulo 7 se recogen las conclusiones generales de esta memoria de tesis. Finalmente, se recopilan las publicaciones conseguidas en el contexto de este trabajo y un pequeño resumen de la tesis en inglés.

Autor: PEIRÓ MUÑOZ ANA M..
Año: 2002.
Universidad: AUTONOMA DE BARCELONA.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: ESCUELA DE DOCTORADO Y DE FORMACIÓN CONTINUADA.

Resumen: Se realizan nuevas aportaciones al desarrollo de metodologías en química verde en dos campos diferentes como son la fotocatálisis heterogénea y la preparación de películas de dióxido de titanio (TiO2) para su uso en diversas aplicaciones (entre las que se encuentra la fotocatálisis heterogénea). La fotocatálisis heterogénea ha permitido la degradación de cuatro compuestos orgánicos de tipo fenólico (fenol, guayacol, 2-clorofenol y catecol) que se encuentran normalmente en las aguas residuales de la industria papelera. La irradiación con luz ultravioleta de soluciones acuosas aireadas de estos compuestos, en presencia de TiO2 en suspensión, da lugar a la completa mineralización de los mismos. El proceso tiene lugar bajo condiciones suaves, a una temperatura de 25ºC y a presión atmosférica. El estudio de degradación por fotocatálisis heterogénea ha incluido tanto el estudio de los compuestos individuales como de mezclas de los mismos. El estudio se ha dirigido también a la identificación de los compuestos intermedios que se forman en estas reacciones. Se han desarrollado tres métodos de preparación de películas de TiO2 a baja temperatura, a presión atmosférica y que utilizan disolventes acuosos en lugar de disolventes orgánicos, que son más habituales. Se trata de una aportación al desarrollo de nuevos procesos sintéticos de bajo coste y de interés ambiental. Los métodos utilizados son los siguientes: 1,- Deposición de un coloide de TiO2 anatasa sobre vidrio, vidrio conductor y Si a través de un proceso de drenaje a 60ºC. 2,- Deposición asistida por microondas de partículas de TiO2 anatasa sobre vidrio y Si, a partir de un complejo fluorado de Ti(IV). 3,- Deposición asistida electroquímicamente de TiO2 sobre cátodos de Al. Cada uno de los métodos da lugar a películas de TiO2 de muy diferentes características en cuanto a tamaño de partícula, grosor del depósito cristalinidad y propiedades fotocatalíticas.

Autor: PIERA EROLES M. EVA.
Año: 2002.
Universidad: AUTONOMA DE BARCELONA.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: ESCUELA DE DOCTORADO Y DE FORMACIÓN CONTINUADA.

Resumen: Mediante el análisis cinético de la degración fotocatalítica del etanol y sus intermedios de reacción: acetaldehído y ácido acético, se han estudiado algunos aspectos limitantes de la fotocatálisis en fase gas, con el fin de optimizar este proceso. En este sentido, se ha investigado nuevos materiales fotocatalizadores: catalizadores dopados, pretratamiento de catalizadores, catalizadores híbridos y películas finas de catalizadores (nanoestructurados). Por otra parte, uno de los principales inconvenientes de la fotocatálisis en fase gas es la desactivación del catalizador. Por este motivo se han realizado estudios de la desactivación de los dos catalizadores (TiO2DP25 y TiO2:Fe2O3). Una vez se han logrado desactivar estos dos catalizadores, se ha iniciado un estudio que comprende distintos tratamientos de regeneración con el fin de recuperar la actividad fotocatalítica que inicialmente tenían ambos catalizadores.

Autor: TUBAU NAVARRA EDUARDO.
Año: 2001.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: E.T.S. ENGINYERIA INDUSTRIAL DE BARCELONA.

Resumen: Debido al aumento de la presencia de dispositivos no lineales en los Sistemas Electricos de Potencia existe un creciente interes en la formulacion y resolucion del flujo de cargas en presencia de armonicos. El tratamiento del problema anterior pasa, entre otras cosas, por una correcta caracterizacion de dichos dispositivos no lineales ya que son los elementos contaminantes del sistema. Es por ello que existen en la literatura gran cantidad de estudios sobre su modelizacion e incorporacion al flujo de cargas. Entre dichos dispositivos destacan los convertidores AC/DC de seis pultos debido a su extensa utilizacion asi como al hecho de ser un consumidor de elevada potencia, y por tanto, muy contaminante. Tambien son utilizados, aunque con menos frecuencia, los convertidores AC/DC de doce pulsos, ya que con ellos se elimina la inyeccion de los armonicos mas bajos en la red (el quinto y el septimo) que son los de mayor magnitud. Su menor utilizacion, a pesar de la ventaja que ofrecen, es por ser mucho mas complejos y caros de fabricacion. Se inicia la Tesis realizando un extenso y completo estudio sobre las numerosas modelizaciones del convertidor AC/DC de seis pulsos existentes en la bibliografia para, posteriormente realizar un estudio general de dicho dispositivo. En este sentido se analiza su funcionamiento con alimentacion no senoidal y desequilibrada y no se supone igualdad en las impedancias de cortocircuito del transfornador que conecta el convertidor a la red. Se considera la posibilidad de componente resistiva en las impedancias de las tres fases del sistema. Asimismo, se hace el tratamiento para angulos de disparo distintos, y se considera el rizado en el lado de continua. Esta generalidad en el tratamiento del problema es una de las aportaciones de la tesis. Ademas se presentan tres modelos simplificados para el calculo aproximado de los armonicos de corriente que el convertidor AC/DC de seis pulsos inyecta en la red en condiciones desequilibradas, generalizando los modelos existentes en la literatura para el caso de la alimentacion equilibrada. Tambien se realiza un estudio de la validez de estos modelos. La propuesta de estos modelos aproximados ( en condiciones desequilibradas) para el calculo de la intensidad que inyecta el convertidor constituye otra de las aportaciones de la tesis. Por último, se presenta el estudio del convertidor de doce pulsos totalmente analogo al presentado para el convertidor de doce pulsos se considera conectado a la red por dos transformadores, ambos con la misma placa de caracteristicas pero uno en estrella-estrella y el otro en triangulo-estrella. Esta diferencia en el tipo de conexión de los transformadores es clave para la secuencia de topologias del convertidor. Se analiza el funcionamiento del convertidor con alimentacion no senoidal, desequilibrada, asimismo, se admite la posibilidad de que las impedancias de cortocircuito de los transformadores que conectan el convertidor a red sean distintas en cada una de las fases. Se considera la posibilidad de componente resistiva en las impedancias de ls fases del sistema. Asimismo, se hace el tratamiento para angulos de disparo distintos, y se considera el rizado en el lado de continua. Esta generalidad en el tratamiento del problema es otra de las aportaciones de la tesis.