Analisis de la calidad cristalina y homogeneidad en composición del Cd(1-y)Zn(y)Te (0 ≤ y ≤ 0,1) crecido por el método de Bridgman a dos velocidades distintas

A. M. MARTÍNEZ; A. B. TRIGUBÓ; R. D´ELÍA; E. HEREDIA; R. RAMELLI; D. R. GONZALEZ

Buenos Aires

Otro; VI Reunión de la Asociación Argentina de Cristalografía; 2010

Asociación Argentina de Cristalografía

Se sintetizan lingotes monocristalinos de Cd(1-x)Zn(x)Te (0≤ x ≤0,1) por el método Bridgman a diferente velocidad con el objeto de encontrar las condiciones de crecimiento que permitan obtener un material con la suficiente calidad estructural y eléctrica para que pueda ser usado en diferentes dispositivos. Este semiconductor se utiliza para fabricar detectores de rayos x y γ, y también como sustrato para crecimiento de películas epitaxiales de materiales sensibles a la radiación IR. Por tal motivo es necesario obtenerlo con calidad estructural y eléctrica excelente. Los elementos de partida se adquieren comercialmente con pureza de 99,9999 %. Por lo que deben ser  purificados posteriormente por destilación en vacío dinámico. El método de Bridgman consiste en la solidificación fraccional de la aleación previamente fundida al pasar por un gradiente de temperatura. Se emplearon dos velocidades: 1,66 y 3,32 mm/h. Una vez crecidos los lingotes monocristalinos, se los orienta cristalográficamente por difracción de rayos-X en la dirección [111]. Se cortan obleas de 2 mm de espesor utilizando una sierra de hilo. Dichas obleas son pulidas mecánicamente con alúmina de 1 μm y químicamente con una solución de Br2 en etilenglicol al 1% en volumen. La calidad cristalina se estudia por revelado químico. Se utiliza la solución de Nakagawa para el plano cristalográfico (111)Cd y la de Bagai para el (111)Te. La composición química se determina utilizando una microsonda electrónica dispersiva en longitudes de onda (CNEA-CAC). Se probó que las soluciones de revelado para el CdTe puro y para el dopado al 4 % At también son eficientes para el dopado al 10 % At. El análisis de las micrografías ópticas indica que la densidad de dislocaciones promedio en todos los lingotes es comparable. Los defectos lineales aumentan en las obleas que se aproximan al extremo superior del lingote independientemente de la concentración (zona de descarte del material). De la misma manera los resultados de la Microsonda Electrónica Cameca SX50 indican que cuanto más cerca se encuentra la oblea al extremo superior (rechupe), mayor es la dispersión de los datos de composición debido a la segregación de impurezas. Por el contrario a medida que nos alejamos del extremo superior de los lingotes aumenta la homogeneidad en composición. Los lingotes crecidos a menor velocidad son los de mejor calidad cristalina por tener a lo sumo dos granos de distinta orientación cristalográfica y permitir en consecuencia un mayor aprovechamiento del material disponible para su uso en dispositivos. Presentan además una mayor homogeneidad en composición.