Semiconductores Magnéticos Diluidos basados en nanohilos de GaN
En este trabajo de tesis hemos identificado los defectos puntuales en películas, micro- y nanoestructuras de GaN formados por la incorporación de impurezas, que participan (o inhiben) en la generación de ferromagnetismo (FM) en este material. Para realizar este estudio se sintetizaron películas, mic...
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| Tipo de documento: | tese |
| Estado: | Versão publicada |
| Data de publicação: | 2016 |
| País: | México |
| Recursos: | Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada |
| Repositório: | Repositorio Institucional CICESE |
| Idioma: | espanhol |
| OAI Identifier: | oai:cicese.repositorioinstitucional.mx:1007/88 |
| Acesso em linha: | http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/88 |
| Access Level: | Acceso aberto |
| Palavra-chave: | info:eu-repo/classification/Autor/semiconductores info:eu-repo/classification/Autor/Ferromagnetismo info:eu-repo/classification/Autor/Nanoestructuras info:eu-repo/classification/cti/7 info:eu-repo/classification/cti/33 info:eu-repo/classification/cti/3312 info:eu-repo/classification/cti/331208 |
| Resumo: | En este trabajo de tesis hemos identificado los defectos puntuales en películas, micro- y nanoestructuras de GaN formados por la incorporación de impurezas, que participan (o inhiben) en la generación de ferromagnetismo (FM) en este material. Para realizar este estudio se sintetizaron películas, micro- y nanoestructuras de GaN impurificas con Mn, O y Cu usando la técnica de evaporación térmica (TE). Para identificar los defectos puntuales en estos materiales se realizaron diversos estudios, tales como: catodoluminiscencia (CL), espectroscopia de fotoelectrones emitidos por rayos X (XPS) y microscopía electrónica de transmisión de alta resolución (HRTEM). Su respuesta magnética se estudió usando un sistema SQUID operado a 100 K. Nuestros resultados mostraron que la temperatura de síntesis del GaN influyó significativamente tanto en la morfología de las micro- y nanoestructuras obtenidas, así como en la concentración de las impurezas incorporadas. Además de que la síntesis del GaN en un ambiente rico en N propició la generación de defectos tipo vacancias de galio (VGa). La incorporación de oxígeno en las nanoestructuras de GaN generó múltiples fallas de apilamiento atómico, las cuales además de reducir su calidad cristalina inhibieron sus propiedades ferromagnéticas incluso al ser codopadas con Mn. De acuerdo al estudio por XPS, las impurezas de oxígeno se incorporaron en la red de forma intersticial (Oi) y substitutional (ON). Los resultados de CL mostraron que esta impureza genera una emisión luminiscente de 2.68 eV, asociada a una transición entre niveles electrónicos producidos por defectos puntuales tipo ON (donador) y Oi (aceptor). Por otro lado, hemos encontrado que las impurezas de Mn y Cu se incorporan en la red cristalina del GaN en forma substitutional (MnGa, CuGa), en estado químico divalente (+2). En las muestras impurificadas con Mn se observó una banda ancha con varias componentes centradas en 1.9, 2.6 y 2.8 eV asociadas a transiciones entre estados introducidos en la banda prohibida por los iones de Mn y las bandas de conducción y valencia. Una de las conclusiones más importantes de este trabajo de tesis es que la incorporación de impurezas sustitucionales de oxígeno (ON) promueve un incremento en la concentración de defectos tipo vacancias de nitrógeno (VN) en el GaN que inhiben la generación de FM. En cambio la presencia de impurezas tipo MnGa y CuGa incrementa la generación de defectos tipo VGa. Hemos demostrado ade |
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