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Studio di eterostrutture a dimensionalità ridotta InGaP/GaAs, cresciute mediante epitassia da fase vapore con luso di precursori metallo-organici UNIVERSITÀ

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Presentazione sul tema: "Studio di eterostrutture a dimensionalità ridotta InGaP/GaAs, cresciute mediante epitassia da fase vapore con luso di precursori metallo-organici UNIVERSITÀ"— Transcript della presentazione:

1 Studio di eterostrutture a dimensionalità ridotta InGaP/GaAs, cresciute mediante epitassia da fase vapore con luso di precursori metallo-organici UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PARMA FACOLTÀ DI SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE, NATURALI CORSO DI LAUREA IN SCIENZA DEI MATERIALI Relatore:Chiar.mo Prof. L. TARRICONE Correlatore: Dott. M. LONGO Candidato MICHELE BEGOTTI

2 I composti III-V sono impiegati in numerosi dispositivi Dispositivi Optoelettronici Modulatori per fibre ottiche Celle Solari Fotorivelatori Dispositivi Microelettronici

3 Epitassia BANDGAP ENGINEERING

4 MOVPE (Metal Organic Vapor Phase Epitaxy) TRASPORTO REAGENTI PIROLISI DIFFUSIONE e REAZIONI INCORPORAZIONE DRIVING FORCE: = vap - sol >0

5 Trasporto reagenti in camera Controllo del 2% sui flussi molari

6 il sistema MOVPE utilizzato Ambiente controllato Impiega gas con purezza di grado elettronico Opera a basse pressioni Monitoraggio gas pericolosi

7 Trattamento dei substrati Cappa a flusso laminare (classe 100) Substrati

8 Camera di reazione Flusso laminare Temperature fino a C Suscettore in grafite Portacampioni rotante Riproducibilità entro 1 ML

9 Precursori del gruppo V alternativi Minore tossicità Minore temperatura di decomposizione Ridotta incorporazione di ossigeno e carbonio TMGa+TBA=GaAs+ C 2 H 2n+2

10 ORGANIZZAZIONE DEL LAVORO Ottimizzazione GaAs Ottimizzazione InP Ottimizzazione InGaP Realizzazione Pozzi InGaP/GaAs Confronto con il Progetto

11 Ottimizzazione dei binari di base

12 Gradiente di concentrazione di In in strato fuori match: % Percentuale di In nello strato al match: 48.5%±0.1% Crescita di In Ga P in accordo reticolare con GaAs

13 Dal modello si calcolano le energie di transizione in funzione della larghezza del pozzo Il modello è fondato sul formalismo della funzione inviluppo nellapprossimazione di massa efficace Considera pozzi rettangolari ideali a barriere finite

14 Struttura a pozzi quantici multipli Nonostante la regolarità dei periodi, questa struttura mostra emissione da PL lontano dai valori previsti dal modello Nonostante la regolarità dei periodi, questa struttura mostra emissione da PL lontano dai valori previsti dal modello Si attribuisce la presenza del picco anomalo al difficile controllo delle interfacce GaAs (8 nm) InGaP (10 nm)

15 Miscuglio As/P Effetto memoria In Segregazione In Interdiffusione As diretta inversa Si provano varie sequenze di gas nel processo I PROBLEMI ALLE INTERFACCE InGaP GaAs

16 SEQUENZA GAS NEL PROCESSO GaAsP

17 Grazie allo strato di GaAsP si osservano gli effetti del confinamento Pozzo da 8 nm (senza GaAsP) Pozzo da 8 nm con strato di GaAsP Pozzi impilati da nm con strato di GaAsP Morfologia delle interfacce

18 Confronto con i risultati del modello teorico ACCORDO ENTRO IL 2%

19 Conclusioni Risultati ottenuti Studio e messa a punto delle condizioni di crescita per GaAs e InP Crescita InGaP al match su GaAs Progetto strutture a pozzi quantici Realizzazione di pozzi quantici InGaP/GaAs Studi preliminari per ottimizzazione delle interfacce Confronto con i dati attesi dal progetto Lavoro aperto o Miglioramento delle interfacce (stechiometria e morfologia) o Punti quantici indotti da strain (stressori di InP) in strutture a pozzi quantici oStudio di adattamento reticolare per celle solari a multigiunzione InGaAs/InGaP fuori match

20 Ringraziamenti Gruppo Semiconduttori Dipartimento di Fisica Prof. L.Tarricone Dott. M.Longo Dott. R.Magnanini Dott. A.Parisini Sig. S.Vantaggio IMEM-CNR Dott. G.Salviati Dott. C.Bocchi Dott. L.Lazzarini Dott. L.Nasi


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