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Type: Dissertação
Title: Crescimento e caracterização de WS2 dopado com nióbio
Author: Falcão, Rodrigo Leal
First Advisor: Maciel, Indhira Oliveira
Co-Advisor: Fragneaud, Benjamin
Referee Member: Grasseschi, Daniel
Referee Member: Massote, Daniel Vasconcelos Pazzini
Resumo: Monocamadas de dicalcogenetos de metais de transição (TMDCs), especificamente na fase 2H, têm surgido como semicondutores promissores para aplicações optovalleytrônicas e opto-spintrônicas devido ao seu forte acoplamento spin-valley. Nos últimos anos, a engenharia de defeitos tornou-se uma via atraente para aprimorar as propriedades desses materiais. Várias abordagens foram desenvolvidas para a incorporação in situ de dopantes substitucionais durante o crescimento, como a deposição química em fase vapor (CVD) com precursores sólidos. A concentração de dopantes substitucionais (por exemplo, ferro ou nióbio) em TMDCs pode ser ajustada pela quantidade de precursores de dopantes, levando a propriedades óticas, elétricas e magnéticas dependentes da concentração. A capacidade de controlar a densidade e a distribuição espacial de dopantes substitucionais em semicondutores é crucial para alcançar as propriedades físico-químicas desejadas. Neste estudo, empregamos CVD para crescer monocamadas de dissulfeto de tungstênio - WS2 - dopado com nióbio. Diferentes concentrações de Nb foram inseridas no ambiente de crescimento através da variação das concentrações de óxidos de tungstênio e nióbio no precursor da síntese. O crescimento foi caracterizado detalhadamente usando técnicas como espectroscopia de fotoluminescência (PL) e espectroscopia Raman. Nossa investigação se concentra em compreender o impacto da dopagem de nióbio nas propriedades óticas e estruturais do WS2, fornecendo informações valiosas para o desenvolvimento de materiais avançados no campo dos semicondutores 2D e suas aplicações.
Abstract: Monolayers of transition metal dichalcogenides (TMDCs), specifically in the 2H phase, have emerged as promising semiconductors for opto-valleytronic and opto-spintronic applications due to their strong spin-valley coupling. In recent years, defect engineering has become an attractive route to enhance the properties of these materials. Several approaches have been developed for the in situ incorporation of substitutional dopants during growth, such as chemical vapor deposition (CVD) with solid precursors. The concentration of substitutional dopants (e.g., iron or niobium) in TMDCs can be tuned by adjusting the amount of dopant precursors, leading to dopant concentration-dependent optical, electrical, and magnetic properties. The ability to control the density and spatial distribution of substitutional dopants in semiconductors is crucial for achieving the desired physicochemical properties. In this study, we employed CVD to grow monolayers of niobium-doped tungsten disulfide (WS2). Different Nb concentrations were introduced into the growth environment by varying the concentrations of tungsten and niobium oxides in the synthesis precursor. The growth was thoroughly characterized using techniques such as photoluminescence (PL) spectroscopy and Raman spectroscopy. Our investigation focuses on understanding the impact of niobium doping on the optical and structural properties of WS2, providing valuable insights for the development of advanced materials in the field of 2D semiconductors and their applications.
Keywords: Materiais bidimensionais
Defeitos e dopagem em cristais
Deposição química a vapor
Two-dimensional materials
Defects and doping in crystals
Chemical vapor deposition
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-graduação em Física
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/20347
Issue Date: 24-Mar-2025
Aparece en las colecciones: Mestrado em Física (Dissertações)



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