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Caracterización óptica por fotorreflectancia a temperatura variable de heteroestructuras semiconductoras ZnSe/GaAs y CdTe/GaAs

Jiménez García, Francy Nelly (2005) Caracterización óptica por fotorreflectancia a temperatura variable de heteroestructuras semiconductoras ZnSe/GaAs y CdTe/GaAs. Maestría thesis, Universidad Nacional de Colombia - Sede Manizales.

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Resumen

En este trabajo se reporta el estudio de esfuerzos presentes en heteroestructura II-VI/GaAs como son el ZnSe/GaAs y el CdTe/GaAs, realizados mediante la técnica de Fotorreflectancia (FR) en un rango de temperaturas 12≤T≤300 K. Las heteroestructuras fueron crecidas por MBE (Molecular Beam Epitaxy). Los espectros obtenidos de FR para el CdTe/GaAs presentan tres contribuciones, una debida al GaAs y las otras dos se deben al desdoblamiento de la banda de valencia en huecos pesados y huecos livianos a consecuencia de los esfuerzos presentes en la película. Todos Los espectros se ajustaron mediante la forma de línea de tercera derivada (TDFL) para un punto crítico 3D M0, permitiendo encontrar la energía de la transición fundamental tanto del sustrato (GaAs) como de las películas de CdTe y ZnSe. Se estudió la variación de la energía de la transición fundamental en función de la temperatura empleando los modelos de Varshni, Viña y O. Donnnell, encontrándose un mejor ajuste con la de Viña debido a la contribución de los esfuerzos. Se hizo un estudio de los esfuerzos presentes en las películas debido al desacople de red y a la diferencia en los coeficientes de expansión térmica. Para el CdTe/GaAs se encontró un esfuerzo total compresivo apreciable en todo el rango de temperaturas, mientras para el ZnSe/GaAs el esfuerzo total es muy pequeño y no es apreciable en los espectros de FR. Se analizó el comportamiento de las películas de ZnSe/GaAs frente a un sustrato con y sin tratamiento químico encontrándose mejores características de las películas crecidas sobre sustratos sin tratamiento químico previo, debido a que en estas películas, la superficie del sustrato es modificada causando mas desorden y el esfuerzo residual entre el ZnSe y GaAs es menor. Se observa que en las películas de ZnSe sobre GaAs el esfuerzo no es homogéneo en el eje axial de crecimiento / Abstract: This thesis shows research results about strain in heterostructures II-VI/GaAs such as ZnSe/GaAs and CdTe/GaAs reached by means of the photoreflectance technique (PR) in temperatures ranging between 12≤T≤300K. The heterostructures were growth by means of Molecular Beam Epitaxy ( MBE). The photoreflectance spectra for the CdTe/GaAs show three main contributions, one of them due to the GaAs and the other two due to the valence band splitting in HH and HL because of the strains in the film. All the spectra were fitting by means of lineshape of third derivative (TDFL) for a 3D M0 critical point, allowing to find the band gap energy not only for the substrate (GaAs) but also for the CdTe and ZnSe films. It was also considered the temperature dependence of the band gap using Varshni, Viña and O. Donnell models, resulting in a better fitting with Viña´s model due to the strain contributions. The research was carried out on the film strains caused by the lattice mismatch and the difference in the thermal expansion coefficients. For CdTe/GaAs film it was found a remarkable total compressive strain in every range of temperatures whereas for the ZnSe/GaAs the total strain is very little and not even remarkable in the PR spectra. It was also analyzed the behavior of ZnSe/GaAs films compared to a substrate with and without chemical treatment, the outcome was better in the films on substrates without any previous chemical treatment due to the fact that in this films the substrate surface is altered bringing about disorder and the residual strain between ZnSe and GaAs is less. It was also observed that in the films of ZnSe on GaAs the strain is not homogeneous in the axial growth direction.

Tipo de documento:Tesis/trabajos de grado - Thesis (Maestría)
Colaborador / Asesor:Vargas Hernández, Carlos
Palabras clave:Fotorreflectancia, Heteroestructuras, Semiconductores, Espectroscopía de Modulación, Películas semiconductoras
Temática:5 Ciencias naturales y matemáticas / Science > 53 Física / Physics
6 Tecnología (ciencias aplicadas) / Technology > 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering
Unidad administrativa:Sede Manizales > Facultad de Ciencias Exactas y Naturales > Departamento de Física y Química
Código ID:3723
Enviado por : Biblioteca Digital Universidad Nacional de Colombia - Sede Manizales
Enviado el día :30 Junio 2011 21:49
Ultima modificación:30 Junio 2011 21:49
Ultima modificación:30 Junio 2011 21:49
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