Espectroscopias de red fotogenerada en semiconductores

SCHMIDT, J. A.

Malargüe

Congreso; 95º Reunión Nacional de Física; 2010

Asociación Física Argentina

En esta charla discutiré la física involucrada en distintos experimentos basados en la fotoconductividad de semiconductores, y examinaré qué información pueden proporcionar respecto de la densidad de estados (DOS) en la banda de energías prohibidas de semiconductores defectuosos. En primer lugar, proporcionaré una visión general de las técnicas de fotoconductividad de estado estacionario (SSPC), fotoconductividad modulada (MPC), red fotogenerada de estado estacionario (SSPG) y red fotogenerada móvil (MPG). En la técnica de MPC, la muestra es iluminada por un flujo constante de luz ligeramente modulada con una frecuencia f. El módulo de la corriente alterna resultante, así como el cambio de fase de esta corriente respecto de la excitación, se registran y se utilizan para extraer información sobre la DOS. La base del experimento de SSPG consiste en iluminar la muestra con dos haces coherentes de láser de diferente intensidad. Si los dos haces tienen la misma polarización, aparecen franjas de interferencia entre dos electrodos, mientras que si tienen polarizaciones perpendiculares la intensidad de iluminación es uniforme. Comparando las fotocorrientes en estas dos condiciones de iluminación se puede eventualmente extraer información sobre la DOS. En los experimentos de MPG también se realiza interferencia entre dos haces de luz coherentes, pero ahora se introduce una modulación en la fase o en la frecuencia de uno de los haces. Esto hace que las franjas de interferencia, en lugar de permanecer estáticas como en el experimento de SSPG, se muevan. El agregado del aspecto temporal permite ampliar la información que puede extraerse por medio de esta técnica. Como ejemplo de la aplicación de estas técnicas de fotoconductividad a una situación experimental, describiremos la utilización de estos métodos para extraer la DOS en la banda prohibida de muestras de GaAs:Cr cristalino y de silicio amorfo. Se discutirá la interpretación de los experimentos con la ayuda de algunos cálculos numéricos. Por último, se mostrará qué información respecto de las secciones eficaces de captura y de la movilidad de estados extendidos puede obtenerse a partir de estas técnicas.