Colaboração do IFGW com universidade e centro de pesquisa alemães têm resultados publicados no Journal of Applied Physics

Espectroscopia de foto capacitância transiente de níveis profundos revela detalhes sobre a energia de ligação e a seção transversal de captura de vacâncias de oxigênio

Resultados derivados da tese de doutorado “Transporte eletrônico em conjuntos moleculares semicondutores”, defendida por Leandro Merces no IFGW, foram publicados no periódico Journal of Applied Physics em 14 de fevereiro de 2023. O artigo, intitulado “Transient photocapacitance spectroscopy on Au/TiO2 Schottky diodes with rolled-up nanomembrane electrodes”, teve a autoria do aluno de mestrado Lukas Berg, da Heinrich-Heine-Universität (HHU), em Düsseldorf (Alemanha). Como co-autores, assinam os pesquisadores Laurin Schnorr e Thomas Heinzel (orientador de L. Berg), também da HHU (Alemanha), Carlos C. B. Bufon (orientador da tese defendida no IFGW), do Instituto Presbiteriano Mackenzie (Brasil), Jefferson Bettini, do Laboratório Nacional de Nanotecnologia (Brasil), e o ex-aluno do IFGW Leandro Merces, que atualmente é pesquisador no Forschungszentrum für Materialien, Architekturen und Integration von Nanomembranen, em Chemnitz, na Alemanha.

No artigo, os autores utilizam junções verticais baseadas em nanomembrana (Figura 1a), semelhantes àquelas utilizadas pelo ex-aluno Leandro Merces durante sua pesquisa de doutorado (Figura 1b), para preparar diodos Schottky de Au/TiO2 (Figura 1c,d) opticamente transparentes e adequados para uso em espectroscopia de foto capacitância transiente de nível profundo. O esquema da montagem experimental utilizada na medida está ilustrado na Figura 1e. Considerando a metodologia reportada, os autores mostram que tanto a energia de ligação quanto a seção transversal de captura das vacâncias de oxigênio no filme de TiO₂ podem ser extraídas dos transientes de foto capacitância. Os valores obtidos pelo novo método se mostraram consistentes quando confrontados com aqueles obtidos a partir de espectroscopia de transiente de níveis profundos realizada nas mesmas amostras. Além disso, informações adicionais sobre o processo de captura, como as constantes de tempo envolvidas e suas dependências com a temperatura, também podem ser extraídas dos sinais de foto capacitância (Figura 1f). Por fim, os autores antecipam que trabalhos futuros podem se beneficiar da espectroscopia de foto capacitância de níveis profundos para investigar sítios de armadilhas que são inacessíveis por medidas diretas de transporte de carga, permitindo assim a determinação simultânea da seção de choque óptica e do deslocamento de Franck-Condon observando a foto capacitância em função comprimento de onda, bem como a determinação da dependência da seção transversal de captura com o campo elétrico aplicado.

Para mais detalhes sobre o artigo publicado no Journal of Applied Physics, veja o link: https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/5.0132445.