CONFINAMIENTO NANOSC´OPICO EN ESTRUCTURAS ... - It works!

84 Capítulo 5: Confinamiento dieléctrico5.4. Impurezas dadoras hidrogenoides en puntoscuánticosDurante la segunda mitad del pasado siglo, el dopaje con impurezas ensemiconductores extendidos pasó de ser una fuente de irreproduciblidad deciertas propiedades semiconductoras a convertirse en una tecnología útil yreproducible que ha sido empleada para controlar las propiedades eléctricasy ópticas de un amplio espectro de dispositivos semiconductores. Transistores,celdas solares o diodos de unión son algunos ejemplos de aplicaciónde esta tecnología [212]. Sin embargo, la progresiva miniaturización de losdispositivos semiconductores conduce a la aparición de nuevos problemas, yexige una mayor integración de las impurezas como elemento de control yun mayor dominio del dopaje [212, 213]. En concreto, con la aparición de lasestructuras de baja dimensión (pozos, hilos y puntos cuánticos) emergieronnuevas perspectivas en el arte del dopaje con impurezas, aunque tambiénuna mayor complejidad en su comportamiento [190, 66]. Sin embargo, esprecisamente esta complejidad, originada por la presencia de nuevas fuentesde confinamiento superpuestas a la propia de las impurezas, la que les otorgala versatilidad óptima para su uso tecnológico.Nuestro interés particular reside no sólo en la evidente importancia tecnológica,sino también en el hecho que el sistema formado por un electrón deconducción en presencia de una impureza es el que permite iniciar de formamás sencilla el estudio de la influencia de la discontinuidad dieléctrica sobrelas interacciones culómbicas en puntos cuánticos. El motivo es que una de lascargas implicadas (la impureza) permanece fija en su posición. Centraremosnuestro estudio sobre aquellas impurezas conocidas como hidrogenoides, enparticular en las de tipo dador. Esta clase de impurezas suele nacer de lasustitución de un átomo de la red cristalina por otro que presenta en su capade valencia un electrón más que el átomo sustituido. Formalmente podemoscontemplar este nuevo átomo como la suma del electrón extra que aporta ala red cristalina y el catión monovalente del átomo dopante, cuya capa devalencia es isoelectrónica con la del sustituido. La mayor carga formal deeste ion es responsable de la aparición de estados electrónicos localizados deenergía menor a la del fondo de la banda de conducción del semiconductorhuésped, y que por tanto se sitúan en el gap de energía entre sus bandas devalencia y de conducción.Las impurezas de tipo hidrogenoide pueden definirse como aquellas cu-