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Articulo de referencia

arseniuro de galio y antimoniuro

0.5 Sb 0.5 \n| StdInChI=1S/AsH2.2Ga.Sb.6H/h1H2;;;;;;;;;\n| StdInChIKey=MIEVXBWDYAIMDS-UHFFFAOYSA-N\n| SMILES = [Ga].[Ga].[As].[Sb]\n }}"},"Section2":{"wt":"{{Chembox Properties\...

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El arseniuro de galio y antimoniuro , también conocido como arseniuro de galio y antimoniuro o GaAsSb ( GaAs ( 1- x ) Sbx ) , es un compuesto semiconductor ternario III-V ; x indica las fracciones de arsénico y antimonio en la aleación. GaAsSb se refiere generalmente a cualquier composición de la aleación. Es una aleación de arseniuro de galio (GaAs) y antimoniuro de galio (GaSb).

Preparación

Las películas de GaAsSb se han cultivado mediante epitaxia de haces moleculares (MBE), epitaxia en fase vapor metalorgánica (MOVPE) y epitaxia en fase líquida (LPE) sobre sustratos de arseniuro de galio , antimoniuro de galio y fosfuro de indio . Se suele incorporar en heteroestructuras en capas con otros compuestos III-V.

Estabilidad termodinámica

El GaAsSb tiene una brecha de miscibilidad a temperaturas inferiores a 751  °C. [ 1 ] Esto significa que las composiciones intermedias de la aleación por debajo de esta temperatura son termodinámicamente inestables y pueden separarse espontáneamente en dos fases: una rica en GaAs y otra rica en GaSb. Esto limita las composiciones de GaAsSb que se pueden obtener mediante técnicas de crecimiento cercanas al equilibrio, como LPE, a aquellas fuera de la brecha de miscibilidad. [ 2 ] Sin embargo, se pueden obtener composiciones de GaAsSb dentro de la brecha de miscibilidad con técnicas de crecimiento fuera del equilibrio, como MBE y MOVPE. Al seleccionar cuidadosamente las condiciones de crecimiento (por ejemplo, las proporciones de gases precursores en MOVPE) y mantener temperaturas relativamente bajas durante y después del crecimiento, es posible obtener composiciones de GaAsSb dentro de la brecha de miscibilidad que son cinéticamente estables . Por ejemplo, esto permite cultivar GaAsSb con la composición GaAs 0.51 Sb 0.49 , que, si bien normalmente se encuentra dentro de la brecha de miscibilidad a temperaturas de crecimiento típicas, puede existir como una aleación cinéticamente estable. [ 1 ] Esta composición de GaAsSb tiene una red cristalina compatible con InP y a veces se utiliza en heteroestructuras cultivadas sobre ese sustrato.

Propiedades electrónicas

Brecha de banda directa en función de la composición para GaAsSb. [ 1 ]

La banda prohibida y la constante de red de las aleaciones de GaAsSb se encuentran entre las del GaAs puro (a = 0,565  nm, E g = 1,42 eV ) y el GaSb (a = 0,610  nm, E g = 0,73 eV). [ 3 ] En todas las composiciones, la banda prohibida es directa , como en el GaAs y el GaSb. Además, la banda prohibida presenta un mínimo en la composición en aproximadamente x = 0,8 a T = 300 K, alcanzando un valor mínimo de E g = 0,67 eV, que es ligeramente inferior al del GaSb puro. [ 1 ]

Aplicaciones

El GaAsSb se ha estudiado ampliamente para su uso en transistores bipolares de heterounión . [ 4 ] [ 5 ] También se ha acoplado a la red cristalina con InGaAs sobre InP para crear y estudiar un gas de electrones bidimensional . [ 6 ]

Se utilizó una heteroestructura basada en GaAsSb/GaAs para fabricar un fotodiodo de infrarrojo cercano con una responsividad máxima centrada en 1,3  μm. [ 7 ]

El GaAsSb se puede incorporar en células solares multijunción basadas en III-V para reducir la distancia de tunelización y aumentar la corriente de tunelización entre células adyacentes. [ 8 ]

Referencias

  1. 1 2 3 4 Cherng, MJ; Stringfellow, GG; Cohen, RM (1984). "Crecimiento epitaxial en fase de vapor organometálico de GaAs 0.5 Sb 0.5 ". Applied Physics Letters . 44 (7): 677– 679. Bibcode : 1984ApPhL..44..677C . doi : 10.1063/1.94874 .
  2. ↑ Madelung, O.; Rössler, U.; Schulz, M., eds. (2002). "GaAs(1-x)Sb(x), propiedades físicas" . Elementos del Grupo IV, compuestos IV-IV y III-V. Parte b - Propiedades electrónicas, de transporte, ópticas y otras . Landolt-Börnstein - Materia condensada del Grupo III. Vol. b. Springer-Verlag. pp. 1–13 . doi : 10.1007/10832182_25 . ISBN   978-3-540-42876-3.
  3. ↑ Vurgaftman, I.; Meyer, JR; Ram-Mohan, LR (2001). "Parámetros de banda para semiconductores compuestos III–V y sus aleaciones". Journal of Applied Physics . 89 (11): 5815– 5875. Bibcode : 2001JAP....89.5815V . doi : 10.1063/1.1368156 .
  4. ↑ Bolognesi, CR; Dvorak, MMW; Yeo, P.; Xu, XG; Watkins, SP (2001). "InP/GaAsSb/InP double HBTs: a new alternative for InP-based DHBTs". IEEE Transactions on Electron Devices . 48 (11): 2631– 2639. Bibcode : 2001ITED...48.2631B . doi : 10.1109/16.960389 .
  5. ↑ Ikossi-Anastasiou, K. (1993). "GaAsSb para transistores bipolares de heterounión". IEEE Transactions on Electron Devices . 40 (5): 878– 884. Bibcode : 1993ITED...40..878I . doi : 10.1109/16.210193 .
  6. ↑ Detz, H.; Silvano De Sousa, J.; Leonhardt, H.; Klang, P.; Zederbauer, T.; Andrews, AM; Schrenk, W.; Smoliner, J.; Strasser, G. (2014). "Gases de electrones bidimensionales basados ​​en InGaAs/GaAsSb" . Journal of Vacuum Science & Technology B. 32 ( 2) 02C104. Bibcode : 2014JVSTB..32bC104D . doi : 10.1116/1.4863299 .
  7. ^ Sol, X.; Wang, S.; Hsu, JS; Sidhu, R.; Zheng, XG; Li, X.; Campbell, JC; Holmes, AL (2002). "GaAsSb: un material novedoso para fotodetectores de infrarrojo cercano sobre sustratos de GaAs". Revista IEEE de temas seleccionados en electrónica cuántica . 8 (4): 817– 822. Código bibliográfico : 2002IJSTQ...8..817S . doi : 10.1109/JSTQE.2002.800848 . ISSN 1558-4542 . 
  8. ↑ Klem, JF; Zolper, JC (1997), Unión túnel de semiconductores con capa de mejora , consultado el 27 de diciembre de 2023.
  • Propiedades del GaAsSb