Estudio de las propiedades físicas del AlGaAs para posibles aplicaciones en dispositivos y celdas solares

Abstract

En la actualidad, la mayor parte de los dispositivos electrónicos son fabricados a partir de materiales semiconductores. Debido a sus múltiples aplicaciones no solo en dispositivos optoelectrónicas sino también en celdas solares, los materiales semiconductores de los grupos III-V han sido objeto de estudio en muchos centros de investigación. Por tal motivo es que en este trabajo nos enfocamos en estudiar las propiedades ópticas y estructurales de películas delgadas de AlGaAs obtenidas mediante la técnica de depósito pulverización catódica asistida por campo magnético. Este material en particular, despierta un gran interés debido a que su ancho de banda de energía puede variar desde 1,42 eV para el GaAs hasta 2,17 eV para el AlAs, dependiendo de la concentración de Al en el ternario, y con una pequeña variación en su parámetro de red, lo que favorece la formación de multicapas. Las películas fueron depositadas sobre sustratos de vidrio y Si con orientación (100) y se utilizaron blancos de Al y GaAs de alta pureza. Aprovechando las ventajas de la técnica de depósito se realizaron diferentes muestras variando la temperatura del sustrato, la potencia de los blancos y el tiempo de depósito, debido a que pequeñas variaciones en estos parámetros pueden generar cambios importantes en las propiedades de la capa final. Para el análisis de las propiedades físicas se utilizaron las técnicas de caracterización difracción de rayos x, espectroscopia Raman y espectroscopia UV-Vis. La información obtenida nos permitió caracterizar cada muestra, y relacionar la influencia de cada una de las variables, que podíamos controlar, con las propiedades físicas del material depositado. Los resultados obtenidos nos permiten asegurar que hemos logrado encontrar las condiciones para el depósito de películas delgadas de AlGaAs por medio de la técnica de pulverización catódica asistida por campo (Texto tomado de la fuente)

Nowadays, most electronic devices are made of semiconductor materials. Due to their multiple applications, not only in optoelectronic devices but also in solar cells, the III-V semiconducting materials have been studied in many research centers. Therefore, in this research we focus on studying optical and structural properties of thin films obtained by the magnetron sputtering technique. This particular material prompts great interest in science because its band gap can range from 1.42 eV (GaAs) to 2.17 eV (AlAs), depending on Al concentration in the ternary semiconductor, and with a small variation in its lattice parameter, which leads to the formation of multilayers. Thin films were deposited on glass and Si substrates with (100) orientation and using high purity targets of Al and GaAs. Different samples were grown varying the substrate’s temperature, the targets’ power and the deposition time; because small variations in these parameters may generate important changes in the semiconductor´s properties. To analyze the physical properties, x-ray diffraction, Raman spectroscopy and UV-Vis spectroscopy techniques were used. The results allowed us to characterize each sample, and associate the influence of each of the variables that we can control, with the physical properties of the deposited material. The results allowed us to confirm that we have found the conditions to grow AlGaAs thin films by R.F Magnetron Sputtering