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http://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/385| Efecto foto-FEM no estacionario en estructuras semi-aislantes de GaAs tipo p-i-n | |
| ELISEO HERNANDEZ HERNANDEZ | |
| RUBEN RAMOS GARCIA SERGUEI STEPANOV | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Gallium arsenide Photoconducting materials Photorefractive effects Charge compesation Semiconductor heterojunctions | |
| We show results on the investigation of electric currents generated by the
Non-Steady-State Photo-Electromotive Force effect (Photo-EMF) in gallium arsenide
semiconductors in the p-i-n diode configuration. The structures utilized were grown
by Molecualar Beam Epitaxy (MBE), a versatile technique which allows to grow
mono-layers with high precision. In addition, in situ temperature control opens up the
possibility for growing semi-insulating semiconductors. Two different p-i-n
configurations were analyzed. The first one consists of a super-lattice embedded in its
intrinsic region grown at low temperature in order to enhance its photorefractive
properties and it was processed in the transmission configuration. The second one
sandwiched the intrinsic region by two buffer layers grown at low temperature, it was
processed in the ‘mesa’ configuration, where the substrate is not removed.
The structures were characterized utilizing conventional and modulation
spectroscopy in order to detect the resonance regions (excitonic absorption peaks).
Furthermore, in the mesa structures were carried out photocurrent, photovoltage,
capacitance and current-voltage analysis.
The non-steady-state photo-EMF electrical currents were measured in the
second harmonic of the modulation frequency for wavelengths of 532nm and 844nm.
Photo-EMF signal in both structures showed a response in frequency similar to the
one of a band-pass filter. An original model that predicts in a qualitative way the
behavior of the photo-EMF signal as a function of the modulation frequency is
introduced. In this model, the first cutoff frequency is related to the buffer layers
capacitance, and the second one makes its own with the intrinsic region capacitance.
This last region changes its resistance and capacitance as the total intensity does. For
the transmission structures, the peak photo-EMF value was independent of the
external applied electric field, and it happens when the frequency modulation equals
the inverse of the dielectric relaxation time. In these structures was observed the nonlinear
charge transport phenomenon (hot electrons) when an electric field was
applied. Such non-linear transport showed up in the photo-EMF electric currents too.
The mesa type structures were proton implanted in order to observe photo-
EMF signals. Se presentan los resultados de haber investigado corrientes eléctricas generadas por el efecto de Fuerza Foto-electromotriz (Foto-FEM) no estacionaria en estructuras semiconductoras de arseniuro de galio (GaAs) en configuración de diodo p-i-n. Las estructuras fueron crecidas por la técnica de epitaxia por haces moleculares (MBE, por sus siglas en inglés), que permite obtener precisiones de incluso capas atómicas, y además, mediante el control in situ de la temperatura de crecimiento, se pueden obtener materiales semiconductores semi-aislantes. Se analizaron dos tipos de configuraciones p-i-n. La primera de ellas consta de una super-red en su región intrínseca crecida a bajas temperaturas para realzar sus propiedades fotorrefractivas y fue procesada de tal manera que se obtuvieron estructuras de transmisión. La segunda, con la región intrínseca emparedada por capas crecidas a baja temperatura fue procesada en configuración tipo ‘mesa’ donde el sustrato utilizado para generar la estructura no es removido. Las muestras se caracterizaron utilizando espectroscopía convencional y de modulación para la detección de regiones de resonancia (picos de absorcion excitónicos). Además, las estructuras tipo mesa fueron sometidas a análisis de fotocorriente, fotovoltaje, capacitancia y características corriente-voltaje de las mismas. Las corrientes eléctricas de foto-FEM no estacionaria se midieron en el segundo armónico de la frecuencia de modulación para las longitudes de onda 532nm y 844nm. La señal de foto-FEM en ambas estructuras muestra una respuesta en frecuencia similar a la de un filtro pasa-banda. Se presenta un modelo original que predice en forma cualitativa el comportamiento de la señal de foto-FEM en función de la frecuencia de modulación. En este modelo, la primera frecuencia de corte se asocia a la capacitancia de las capas buffer, mientras que la segunda a la capacitancia de la región intrínseca. Esta última región varía tanto su resistencia como su capacitancia con la irradiancia total incidente. Para las estructuras de transmisión, el valor pico de foto-FEM fue independiente del campo eléctrico aplicado a la muestra y ocurre a la frecuencia que iguala al tiempo inverso de relajación dieléctirca. En estas estructuras también se observó el fenómeno de transporte no lineal de carga (electrones calientes) en presencia de campo eléctrico aplicado, dicho transporte no lineal se hizo presente también en las corrientes generadas por foto-FEM | |
| Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| 2009-08 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Estudiantes Investigadores Público en general | |
| Hernandez-Hernandez E. | |
| ÓPTICA | |
| Versión aceptada | |
| acceptedVersion - Versión aceptada | |
| Aparece en las colecciones: | Doctorado en Óptica |
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