Fotoluminiscencia de pozos cuánticos de Zn1-xCdxSe/ZnSe tratados térmicamente

Abstract

Semiconductors are used in a variety of optoelectronic applications such as solar cells, photodetectors, light emitting diodes (LEDs), laser diodes, radiation detectors, etc. Some of these applications are already commercially exploited and others are still in development. For example, it remains current demand for semiconductor lasers emitting in green directly. For this color and many others, the quantum wells (QWs, quantum wells) of Zn1-xCdxSe/ZnSe remain an interesting alternative as they present excitonic emission even at room temperature. In this work the effect of heat treatment (TT) was studied in the range of 369-473 C, in the exciton emission of Zn1-xCdxSe/ZnSe QWs using photoluminescence spectroscopy (FL) at low temperature (14 K). The QWs were grown by the technique of epitaxy submonocapas of pulsed beams (SPBE, Submonolayer Pulsed Beam Epitaxy) thanks to this technique could be grown continuously on a GaAs substrate in the [001] at a temperature of 275 C. Structure studied consisted of three QWs of Zn1-xCdxSe with different Cd content x = 0.42, 0.34 and 0.30. In all cases the thickness of the wells was 16 ternary alloy monolayers of Zn1-xCdxSe. The barriers to the QWs were grown by the traditional method of molecular beam epitaxy (MBE Molecular Beam Epitaxy). Once the sample was divided into flood several pieces, leaving a fragment reference (as-grown). The heat treatments were performed in a quartz tube in a cylindrical furnace under nitrogen flow.

Los semiconductores II-VI son usados en una gran variedad de aplicaciones optoelectrónicas tales como celdas solares, fotodetectores, diodos emisores de luz (LEDs), diodos láser, detectores de radiación, etc. Algunas de esas aplicaciones ya son explotadas comercialmente y otras se encuentran aún en desarrollo. Por ejemplo, sigue siendo vigente la demanda de láseres semiconductores que emitan directamente en color verde. Para este color y muchos otros, los pozos cuánticos (QWs, quantum wells) de Zn1-xCdxSe/ZnSe continúan siendo una alternativa interesante ya que presentan emisión excitónica inclusive a temperatura ambiente. En esta tesis se estudió el efecto de tratamientos térmicos (TT), en el rango de 369 a 473 C, en la emisión excitónica de QWs de Zn1-xCdxSe/ZnSe utilizando la espectroscopia de fotoluminiscencia (FL) a baja temperatura (14 K). Los QWs fueron crecidos por la técnica de epitaxia de submonocapas de haces pulsados (SPBE, Submonolayer Pulsed Beam Epitaxy) que gracias a esta técnica pudieron ser crecidos en forma continua sobre un substrato de GaAs en la dirección [001] a una temperatura de 275 C. La estructura estudiada estaba formada por tres QWs de Zn1-xCdxSe con diferente contenido de Cd: x = 0.42, 0.34 y 0.30. En todos los casos el espesor de los pozos fue de 16 monocapas de la aleación ternaria Zn1-xCdxSe. Las barreras de los QWs fueron crecidas por el método tradicional de epitaxia de haces moleculares (MBE, Molecular Beam Epitaxy). Una vez crecida la muestra se dividió en varias piezas, dejando un fragmento de referencia (as-grown). Los tratamientos térmicos fueron realizados en tubo de cuarzo dentro de un horno cilíndrico bajo un flujo de nitrógeno.