El interés en el compuesto estequiométrico de nitruro de indio (InN) ha aumentado notablemente en los últimos años, ya que de entre todos los nitruros semiconductores del grupo III (III-Ns), éste es el que muestra el valor más alto de movilidad electrónica y el más bajo en su ancho de banda prohibida. Estas propiedades atractivas no sólo pueden ser aprovechadas para fabricar dispositivos opto- y microelectrónicos que operen a altas velocidades o en el rango óptico del infrarrojo cercano (por ejemplo en transistores de alta frecuencia o emisores y detectores IR); sino que la optimización del crecimiento de InN ayudará a controlar la fabricación de aleaciones ternarias y cuaternarias de nitruros de galio y/o aluminio con alto contenido de indio: (AlGa)InN. De esta forma se podrán fabricar dispositivos ópticos que actúen en todo el rango visible de frecuencias.
Hasta el momento la fase hexagonal (wurtzita) del InN ha sido la más investigada ya que es la variedad termodinámicamente estable. No obstante, el InN de estructura cúbica (c-InN, zinc-blenda) está empezando a ser considerado por la comunidad científica. La fase cúbica posee una isotropía inherente a su estructura que le dota de una conducción electrónica superior a la de la hexagonal. El crecimiento de grandes volúmenes de este politipo cúbico con una buena calidad cristalina es actualmente un desafío, sobre todo porque sumado al hecho de su inestabilidad química, ocurre que no existen sustratos adecuados para su deposición. De hecho, los pocos intentos que ha habido para fabricar este material se tradujeron en pequeños volúmenes con una alta densidad de defectos estructurales y mezclados con dominios de InN hexagonal.
En este trabajo se presenta una ruta adecuada para sintetizar capas heteroepitaxiales de c-InN sobre uno de los sustratos más usuales y baratos disponibles en el mercado, las obleas de zafiro dispuestas en superficie (0001). El éxito de estos experimentos reside en la disposición de capas intermedias de óxido de indio en su politipo cúbico centrado en el cuerpo (bcc-In203) entre el safiro y el InN el In2 O3 se fabrica con descomposicion quimica de valores y epitaxia mediante haces moleculares
El estudio de la estructura cristalina, la presencia de defectos estructurales ocasionales y el análisis de las intercaras se realizó mediante difracción de electrones, difracción de rayos X y microscopía electrónica de alta resolución. Con estas técnicas se halló la siguiente relación entre planos cristalográficos: c-InN(001)//bcc-In2O3(001)//Al2O3(0001). Se sugiere que la estabilización del InN cúbico es debida a que la disposición atómica del In2O3 ofrece un patrón de simetría cuadrada exclusivo de estructuras cúbicas. Además, el bajo desajuste reticular medido entre las dos capas cúbicas (1,6%) provee al sistema de una baja energía durante el crecimiento, por lo que no se entorpece la replicación de la estructura dispuesta en capas atómicas inferiores.
Jorge Polentino
CI 19769972
EES
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