Estudio del método de la red fotogenerada modulada

VENTOSINOS, F.; BUDINI, N.; LONGEAUD, C.; SCHMIDT, J. A.

Rosario, Argentina

Congreso; 94º Reunión Nacional de Física; 2009

Asociación Física Argentina

En este trabajo se estudia en detalle el método de la Red Fotogenerada Modulada (Modulated Photocarrier Grating, MPG). Se presenta tanto un análisis teórico del método como así también cálculos numéricos y su implementación experimental sobre muestras de silicio amorfo hidrogenado. El método de MPG consiste en hacer incidir dos haces coherentes de luz láser sobre la superficie de una muestra. Los haces inciden con un cierto ángulo, lo cual se logra dividiendo en dos el haz inicial. Esto permite controlar la polarización de ambos. Si las polarizaciones son paralelas, se produce un patrón de interferencia, mientras que cuando son ortogonales las intensidades se suman lineal y homogéneamente. De esta manera, modulando la polarización de uno de los haces entre 0° y 90°, relativa a la polarización fija del otro haz, se obtiene un patrón de interferencia dependiente del tiempo. A su vez, el período espacial de la interferencia depende del ángulo entre los haces. Entonces, midiendo el módulo de la corriente fotogenerada en la muestra y la diferencia de fase respecto de la modulación, se puede determinar la longitud de difusión de los portadores fotogenerados. El análisis teórico del método se realiza partiendo de la ecuación de Poisson y de las ecuaciones fundamentales que gobiernan los fenómenos de transporte. Para resolver el sistema de ecuaciones diferenciales se utiliza una aproximación de pequeñas perturbaciones, válida cuando la intensidad de uno de los haces es mucho menor a la del otro. Esto permite encontrar una solución analítica del problema, con lo cual podemos calcular numéricamente la respuesta de una muestra definida a partir de sus parámetros fundamentales. Estas simulaciones numéricas nos brindan la posibilidad de realizar un análisis más profundo del experimento, permitiéndonos evaluar la influencia de algunos parámetros de interés que resulta difícil modificar experimentalmente. Por último se compara la teoría con los experimentos para corroborar la validez del método numérico, y además se proyectan posibles líneas de investigación.