Estudio mediante espectroscopia de fotoelectrones de uniones de semiconductores III-V con intracapas

Resumen

Los estudios de espectroscopia de fotoemisión que sugieren la posibilidad de "diseñar" las discontinuidades de banda en uniones de semiconductor mediante inserción de intracapas han sido polémicamente discutidos. El presente estudio involucra el crecimiento por epitaxia de haces moleculares (MBE) y el análisis por fotoemisión (PES) de uniones de semiconductor III-V/III-V. El objetivo es determinar la potencialidad de la inserción de intracapas para ajustar las discontinuidades de banda en intercaras, y el efecto que el doblado de bandas produce sobre la determinación PES de dichas discontinuidades. Se estudian tres aspectos: i) la relevancia de la orientación de la intercara, ii) el efecto de intracapas con comportamientos dopantes diferentes, y iii) la influencia de efectos de fotovoltaje superficial sobre las medidas PES. Se encuentran resultados similares para orientaciones de intercara polares y no polares, y se observan efectos de signo opuesto para intracapas tipo-n y tipo-p. El comportamiento similar encontrado para orientaciones de intercara polares y no polares no concuerda con las predicciones del "modelo del condensador microscópico de intercara" al que se ha apelado para explicar los sugeridos cambios en las discontinuidades de banda inducidos por intracapas. Los efectos opuestos obtenidos para intracapas tipo-n y tipo-p apoyan una interpretación de los resultados PES basada en argumentos de doblado de bandas, en lugar de cambios de la discontinuidad de banda. Para ilustrar el origen físico de los efectos de doblado de bandas inducidos por intracapas se propone un sencillo "modelo de condensador de sobrecapa". Los perfiles de banda propuestos son consistentes con el tipo de efectos de fotovoltaje superficial que se observan en los experimentos realizados a baja temperatura.