Desarrollo de metodologías de análisis basadas en microscopía electrónica de aberración corregida y su aplicación a nanoestructuras semiconductoras iii-v

Resumen

El objetivo de la presente Tesis Doctoral es explorar la posibilidad de extraer información sobre la composición química de manera cuantitativa de nanoestructuras semiconductoras III-V mediante el empleo de la microscopía electrónica de transmisión-barrido de aberración corregida. En particular, se ha empleado la técnica de campo oscuro anular de alto ángulo, la cual es una herramienta poderosa debido a que mediante el análisis de sus imágenes se puede extraer información estructural y composicional de la muestra al mismo tiempo. Sin embargo, estas imágenes presentan artefactos que complican la interpretación de la distribución de la composición química de forma cuantitativa. A lo largo de la Tesis, se han desarrollado dos metodologías para el análisis de imágenes de alta resolución obtenidas mediante la técnica de campo oscuro anular de alto ángulo. La primera de ellas se ha empleado para la obtención de la distribución de la composición química en pozos cuánticos de InAs/GaAs con resolución de columna atómica de forma directa, es decir, sin el empleo de simulaciones o muestras de referencias. La segunda, se ha desarrollado para la extracción del perfil de composición de una nanoestructura tridimensional denominada como molécula de puntos cuánticos, formada por dos puntos cuánticos de InAs/GaAs espacialmente cercanos. Para contrastar la validez de las metodologías propuestas, los resultados obtenidos han sido comparados con otros tipos de análisis. Estos estudios han permitido profundizar en el conocimiento de los procesos de nucleación de las nanoestructuras semiconductoras analizadas. Con la intención de ampliar el estudio de la distribución de la composición a la tercera dimensión, se ha investigado la técnica de seccionado en profundidad aplicado a muestras cristalinas. Para ello se han realizado simulaciones de cómo se propagan los electrones dentro un material cristalino. Los resultados obtenidos se han empleado para realizar un seccionado en profundidad experimental de una nanoestructura formada por puntos cuánticos de InAs/GaAs, y para refinar los resultados obtenidos previamente.