Filmes semicondutores amorfos à base de Si.

Abstract

. 2 Muito embora seja comum associar aos pesquisadores John Bardeen, Walter Brattain e William Shockley da AT&T Bell Labs (EUA) a "descoberta" do transistor, em 1947, a sua história data de muito antes. Não há qualquer dúvida quanto à contribuição de Bardeen, Brattain e Shockley no desenvolvimento das funcionalidades daquilo que hoje chamamos de transistor. Outras contribuições, no entanto, foram decisivas para o seu sucesso: Julius E. Lilienfeld (com uma patente canadense de 1925 sobre um protótipo similar ao atual transistor de filme fino); Herbert Mataré (em 1942, com E E E s s s t t t u u u d d d o o o d d d o o o s s s m m m e e e c c c a a a n n n i i i s s s m m m o o o s s s d d d e e e c c c r r r i i i s s s t t t a a a l l l i i i z z z a a a ç ç ç ã ã ã o o o e e e m m m s s s e e e m m m i i i c c c o o o n n n d d d u u u t t t o o o r r r e e e s s s a a a m m m o o o r r r f f f o o o s s sIntrodução Motivação Na área de materiais semicondutores existe, ainda hoje, uma certa preferência pelo estudo-desenvolvimento de compostos com estrutura atômica cristalina. Em parte, isto deve-se à possibilidade de investigações teóricas e, principalmente, pelo potencial tecnológico que esta classe de materiais representa. Ainda que relativamente complexos quanto à simulação-previsão de muitas das suas propriedades, os materiais semicondutores de estrutura atômica amorfa são igualmente interessantes para muitas aplicações. Caracterizam-se, ainda, por: (1) envolverem técnicas de preparo comparativamente mais simples e economicamente convenientes, e (2) sob a forma de filmes finos, serem perfeitamente adaptáveis para a produção de grandes áreas -uma característica extremamente importante para a confecção de células solares, displays, e detectores de radiação, por exemplo. Além disto, como consequência direta da sua estrutura desordenada, permitem: (3) explorar materiais com praticamente qualquer composição, e (4) induzir-controlar a sua cristalização. Estes dois últimos aspectos são particularmente interessantes no desenvolvimento de materiais com propriedades inéditas e serão considerados nas páginas que se seguem. Conceitos FundamentaisEstados (de agrupamento) da matéria Sob o ponto de vista macroscópico, todas as substâncias podem existir em (pelo menos) três diferentes estados: como gases, líquidos ou sólidos. Estes três estados da matéria são qualitativamente distintos com respeito ao grau de interação de suas unidades fundamentais (átomos e moléculas) e, consequentemente, com relação às suas estruturas atômicas e propriedades [1]. Gases são identificados, geralmente, por apresentarem baixa densidade e uma movimentação de partículas (sobre distâncias que, muitas vezes, excedem seus tamanhos típicos) relativamente independente de suas características atômicas. Em primeira aproximação, o volume livre de um gás é igual ao volume ocupado pelo sistema. Neste estado, as partículas podem ser tratadas como meras coordenadas matemáticas (gás perfeito). Em análises mais realistas, no entanto, deve-se levar em con...