dc.description.abstract | Resumo: Sistemas nanoestruturados de Si tem sido alvo de intensos estudos e discussões no meio científico devido às suas propriedades eletrônicas e ópticas, as quais produzem luminescência no visível, iferentes das apresentadas pelo Si bulk. O presente trabalho traz considerações a respeito de tal luminescência e visa contribuir com as discussões a respeito de sua origem apresentando um estudo detalhado da emissão luminosa de nanocristais Si obtidos pela técnica de implantação iônica de íons de silício (Si+) em matriz de dióxido de silício (SiO2). Utilizando diferentes técnicas ópticas (fotoluminescência em função da temperatura, fotoluminescência resolvida no tempo e excitação de fotoluminescência), um modelo de confinamento esférico e um modelo semi-empírico proposto por Varshni em 1967 para a variação de gap do Si bulk, comparamos os aspectos observados experimentalmente para as emissões envolvidas na luminescência com o comportamento esperado para recombinações banda-a-banda (estados sob confinamento) do nosso sistema. Para nanocristais de diâmetro iguais de 3 nm (diâmetro obtido por microscopia de transmissão de elétrons para nossa amostra) os modelos teóricos descrevem com razoável precisão a energia de
luminescência em função da temperatura observada para a emissão mais intensa em maiores energias do espectro de fotoluminescência a baixas temperaturas e as energias dos estados excitados identificados pela técnica de excitação de luminescência. No entanto para altas temperaturas, a dependência da luminescência com a temperatura parece indicar a presença simultânea de estados de superfície emitindo nessa mesma região do espectro. As demais emissões presentes no espectro de fotoluminescência (emissões com energias menores) parecem seguir o padrão de confinamento quanto à evolução do gap com o tamanho de nanopartícula, porém seus comportamentos com a temperatura não nos levam a uma comprovação de emissão via estados confinados, tampouco via estados de superfície, até o momento. Com isso as emissões nessa região do espectro ainda precisam de uma análise mais profunda e cuidadosa para a comprovação dos mecanismos envolvidos em suas bandas. Os resultados aqui apresentados nos permitem sugerir um modelo de emissão luminosa que é dominado pelos efeitos de confinamento quântico a baixas temperaturas, mas que aponta para um eventual domínio de recombinações através de estados ocalizados para temperaturas altas, próximas e superiores à ambiente. Nossa hipótese é que, para estas nanopartículas obtidas através de implantação iônica, os mecanismos de recombinação por estados onfinados e por estados de superfície coexistem, sendo que a importância de cada um depende crucialmente da temperatura. | pt_BR |