Estudio correlativo de propiedades electrónicas locales de GaSb mediante microscopías electrónica y túnel de barrido

Resumen

En esta tesis doctoral se recoge las investigaciones llevadas a cabo sobre la influencia de los tratamientos de dopado en la formación de nuevos niveles electrónicos que surgen a raíz de la presencia de estas impurezas y el efecto e influencia de estas impurezas sobre los defectos nativos del GaSb. Se han empleado diversas técnicas de caracterización. Entre las más destacables señalaremos la Catodoluminiscencia asociada a un microscopio electrónico de barrido y la espectroscopia túnel de barrido asociada a un microscopio efecto túnel. Otras técnicas empleadas han sido la técnica de microanálisis (EDX y WDX), la difracción de rayos X y la microscopía túnel de barrido. Las muestras investigadas han sido muy variadas. Como paso inicial se caracterizó el GaSb sin dopar para analizar los defectos asociados a su crecimiento. Así encontramos que existe un nivel aceptor nativo que le confiere conductividad intrínseca tipo p. En orden de reducir la concentración de este defecto nativo se dopó el material con elementos de transición (Cr, V y Ru), con elementos de las tierras raras (Er y Nd) y con impurezas isoelectrónicas (Al, In). Los resultados son muy interesantes mostrando algunas impurezas una norme efectividad en la reducción de los defectos nativos anteriormente citados y confiriendo al GaSb una gran aplicabilidad en el campo de la fabricación de dispositivos. Así finalmente, analizamos uniones p-n fabricadas por difusión de Zn en una muestra de GaSb: Te con conductividad tipo n. Los resultados de CL y espectroscopia túnel nos revelan que estas homouniones son muy uniformes en la distribución lo cual las hace ideales para su utilización en la industria de fabricación de dispositivos. La técnica de microscopía correlativa SEM-STM se ha empleado por primera vez en la caracterización de este material revelándose como una poderosa arma para la detección de nanoprecipitados de dopante. Con su ayuda hemos podido investigar en todas las muestras la distribución de dopante hasta una resolución no alcanzable hasta ahora por otras técnicas de caracterización.