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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.43.1994.tde-28022014-114635
Document
Author
Full name
Piotr Trzesniak
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 1994
Supervisor
Committee
Okuno, Emico (President)
Fazzio, Adalberto
Januzzi, Nicolau
Li, Maximo Siu
Matsuoka, Masao
Title in Portuguese
O Estudo de Defeitos em Materiais no Domínio Eletroóptico
Keywords in Portuguese
Dielétricos
Luminescência
Abstract in Portuguese
O germe desta tese data de mais de quinze anos quando, em conexão com outro trabalho, correlato se bem que bastante voltado para a tecnologia [TRZE85a] , um artigo [SCHA71a] chamou a atenção para os fatos de que (i) a ausência de recaptura na luminescência termicamente ativada implicava um mecanismo de cinética de primeira ordem; (ii) nestas condições, ter-se-ia uma densidade eletrônica monotonicamente crescente no nível para os quais os elétrons (buracos) eram libertados; (iii) sendo tal nível a banda de condução (valência), seria detectável uma condutividade elétrica permanente, contrariamente a todas as observações experimentais (sem falar que a explicação para a transitoriedade da própria luminescência se tomaria complicada). Ora, se tal era a situação, por que se insistia tanto em buscar ajustes numéricos de parâmetros de armadilhas e de modelos de processos, questionando a ordem de cinética (cujo conhecimento é indispensável para que os valores encontrados façam sentido, [BRAU79b]), em lugar de primeiro se obterem experimentalmente as informações necessárias? Urgia fazê-lo, era premente a disponibilidade de um equipamento experimental que o permitisse. Esta perspectiva conduziu ao desenvolvimento do SEX-Sistema Experimental Multi-propósito no Domínio Eletroóptico, descrito detalhadamente no sexto capítulo. Resumidamente, trata-se de um dispositivo integrado de medição, capaz de operar na faixa de 80 K até 800 K sob vácuo ou outra atmosfera escolhida qualquer, com o qual se podem realizar experimentos de radio-, termo-, foto- e eletroluminescência, radio-, termo- e fotocorrentes elétricas (com e sem campo elétrico externo aplicado) e, ainda, perdas dielétricas; é possível igualmente nele se efetuarem tratamentos de amostras,explorando as modalidades de transferência de energia envolvidas nas técnicas de detecção acima citadas. No sétimo capítulo, estão mostrados alguns resultados obtidos com o equipamento no estágio de desenvolvimento em que ele presentemente se encontra. Das cerca de setenta partes e peças que o constituem, 70% foram especialmente projetadas e executadas. A preocupação, desencadeada pelo trabalho de Scharmann a que se aludiu acima, não se limitou, porém, a somente propiciar a disponibilidade de novos recursos para o laboratório. Ela gerou diretrizes e posturas comprometidas com a otimização das ações envolvidas no trabalho experimental, visando a maximizar a relação entre as informações obtidas e o esforço dispendido. Aplicar uma dada técnica à investigação de uma amostra corresponde a fazer uma pergunta à natureza: a proposta dos quatro Princípios descritos no segundo capítulo é indicar qual a melhor pergunta a ser feita em cada momento da investigação; complementarmente, os capítulos terceiro e quarto envolvem partes importantes do conhecimento exigido para que as respostas obtidas sejam entendidas e interpretadas adequadamente. Pode parecer curioso que, embora o capítulo quinto não seja o último deste trabalho, a descrição de seu conteúdo venha a ser feita somente no parágrafo final deste resumo. Há uma razão determinante para que assim seja: o que lá se aborda não são resultados do SEX mas, sim e ao mesmo tempo, pais e filhos da filosofia, dos Principias para o Estudo de Defeitos em Materiais no Domínio Eletroóptico. Os resultados descritos geraram tal filosofia, mas foram também gerados por ela, e, nesta profícua interação, proporcionaram ao grupo de pesquisas, entre artigos, comunicações orais e painéis, bem mais de uma dezena de publicações no país e no exterior [LIMA90a; LIMA9la; LIMA9Jb; LIMA92a; LIMA93b ;TRZE89a; TRZE90b; TRZE9Ja; TRZE92a; TRZE92b; TRZE92c;VALE9la; VALE 93a;VALE93b, entre outros].
Title in English
Study of defects in materials in electro-optical domain.
Keywords in English
Dieletric
Luminescence
Abstract in English
The germ of this thesis was planted more then fifteen years ago when, in connection with a correlated albeit technologically oriented work [TRZ85af3, a paper [SCHA71a] called attention to the facts that: (i) the absence of retrapping in thermally stimulated luminescence implied a .first order kinetics mechanism, and (ii)under these circumstances, a monotonically increasing density of electrons (holes) would appear at the level to which the charge carriers would be liberated which, being the conduction (valence) band, would allow the detection of a permanent electrical conductivity, against all observed facts (without mentioning that an explanation for a transient luminescence would became a very complicated task). If this was the situation, why so much insistence in looking for numerically fitted parameters of traps and models for processes, posing questions on the order of kinetics (whose knowledge is indispensable to get meaningful values, [BRAU79b]),instead of first searching for the necessary experimental information? It was urgent to do so, the availability of an experimental equipment that would allow it was pressing. This perspective lead to the development of the SEX-Multi-purpose Experimental System in the Electro-optical Domain, described in detail in chapter six. SEX is, in brief, an integrated measurement system, operating from 80 K to 800 K under vacuum or any other chosen atmosphere, allowing to do experiments in radio-, thermo-, photo-, and electroluminescence; radio, thermo-, and photocurrents (both with and without an externally applied electric field); moreover, dielectric fosses. It is equally possible to employ SEX for sample treatments using the kinds of energy exchange involved in the above described detection techniques. Some results, obtained with the equipment at its present stage of development, are given in chapter seven. Out of its about seventy constituent parts, 70% were specially designed and built. The preoccupation initiated by Scharmann's paper, however, did not restrict itself to propitiate new laboratory resources. It generated directions and postures towards an optimization of the actions involved in experimental work, aiming to maximize the relationship between the obtained information and the invested efforts. To use a certain technique to investigate a given sample corresponds to put a question to Nature. The proposal of the four Principles of the second chapter is to indicate which is the best question to be asked at each step of the investigation; chapters three and four, in addition, involve relevant parts of the knowledge required for the obtained answers to be suitable understood and interpreted. It may seem strange that the content of the fifth chapter will be described only in the final paragraph of the abstract, although it is not the last chapter of this work. There is, however, a decisive reason for this: what will be found there are not results observed using SEX, but rather simultaneously parents and children of the philosophy, of the Principles for the Electro-optical Study of Defects in Materials. The presented results generated the philosophy, but were also generated by it, and, in this profitable interaction, propitiated to the research group more than a dozen publications among posters, oral communications and full papers, in Brazil and abroad [LIMA90a; LIMA9la; LIMA9Jb; LIMA92a; LIMA93b ;TRZE89a; TRZE90b; TRZE9Ja; TRZE92a; TRZE92b;TRZE92c;VALE9la;VALE 93a;VALE93b, among others].
 
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RE46070Trzesniak.pdf (81.31 Mbytes)
Publishing Date
2014-02-28
 
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