ESTRUCTURAS BASADAS EN NANOHILOS DE NITRURO DE GALIO (I)

Los semiconductores compuestos III-V forman una familia muy grande, con propiedades muy diversas ([1] figura 1). Nos podemos encontrar con compuestos de gap directo o indirecto, y con parámetros de red de entre 3 � & hasta casi 6,5 � &, lo que ofrece la posibilidad de cubrir un rango de longitudes de onda muy amplio.

                                    
                                          Figura 1

           

De esta familia, los más recientes son los [2] semiconductores basados en nitruros, como pueden ser el AlN, GaN o InN. Los tres cristalizan en la estructura wurtzita (hexagonal), con parámetros de red de entre 3,1 � & y 3,55 � &, aunque también pueden estabilizarse en una estructura cúbica metaestable. Los 6,2 eV de gap del AlN, los 3,46 eV del GaN y los 0,8 eV del InN hacen que combinando los tres compuestos para formar ternarios se pueda tener un margen de maniobra en longitudes de onda que va desde el infrarrojo hasta el ultravioleta, existiendo multitud de posibilidades.

El nitruro de mayor interés actualmente es el GaN, que suele combinarse con los otros dos nitruros formando ternarios como el AlGaN o el InGaN. El interés que tienen estos nitruros es que son semiconductores de gap ancho, con emisión en azul, lo que posibilita por un lado fabricar dispositivos que emitan en dicho color, y por otro obtener una mayor resolución de lectura de datos grabados debido a que la longitud de onda es menor. Pero su utilidad no acaba ahí, puesto que las características del enlace covalente entre el galio y el nitrógeno hacen que sea un compuesto especialmente apto para aplicaciones de electrónica de potencia (transistores de alta frecuencia…), donde se debe disipar una gran cantidad de calor, así como para entornos de gran agresividad química. En cambio, el nitruro de galio masivo tiene la desventaja de que sólo cuenta con sustratos muy específicos de crecimiento, como puede ser el zafiro, ya que en los demás los defectos que se crean en la interfase hacen que las

Una gran variedad de dispositivos electrónicos utilizan estructuras de pozos cuánticos múltiples, pero el hecho de utilizar este tipo de estructuras en el sistema InGaN/GaN plantea un inconveniente, ya que la eficiencia cuántica interna del dispositivo disminuye con la fracción molar de InN [1]. Esto se debe a problemas relacionados con los dominios desordenados que pueden aparecer en la aleación InGaN, ya que los gaps que ven los portadores son distintos en función de si la estructura está ordenada o desordenada (alloy scattering). Estos gaps forman una heteroestructura de tipo II, con lo que los portadores, al estar espacialmente separados son incapaces de recombinarse eficientemente. La solución a este problema consiste en confinar los pozos de InGaN en nanohilos, formando estructuras de punto cuántico y eliminando la inhomogeneidad estructural causada por la aleación.