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

24 Capítulo 2: Confinamientos espacial y másico2.1. Puntos cuánticos de InAs en matrices de GaAsafectados por capas finas de AlAsCuando se hace crecer epitaxialmente un cristal semiconductor sobre unmaterial sustrato cuya constante de red difiere del primero en 1 - 10 %, elmaterial depositado forma una capa epitaxial de buena calidad, pero sujetaa fuertes tensiones elásticas. La tensión aumenta a medida que crece el espesorde la capa depositada, de modo que cuando ésta alcanza un espesorcrítico (del orden de unas pocas monocapas) el crecimiento planar cesa yempiezan a formarse pequeñas islas del material depositado sobre una finacapa humectante residual (wetting layer, WL). Ésta es la denominada transiciónde fase Stranski-Krastanow. Posteriormente, las islas se recubren poruna nueva capa de material, generalmente el mismo que el sustrato. Si estematerial posee mayor energía de gap que el material depositado, las islasactuarán como QDs, conocidos como QDs auto-ordenados.Este tipo de QDs presenta excelentes propiedades para su aplicacióncomo medios activos en láseres [5, 85] o detectores en el infrarrojo [86, 87, 88].El sistema auto-ordenado más ampliamente estudiado para la segunda deestas aplicaciones es el formado por QDs de InAs en matrices de GaAs(InAs/GaAs). Éste presenta un pico de fotoluminiscencia alrededor de 1050nm [89], correspondiente a la transición fundamental interbanda. Sin embargo,para extender la aplicabilidad de este sistema auto-ordenado es necesariopoder desplazar su pico de absorción o emisión hacia diferentes longitudesde onda.Una técnica que permite obtener menores longitudes de onda de emisiónconsiste en aumentar el confinamiento de los portadores en el QD mediantela modificación del material que constituye la matriz [90]. Las matrices deAl x Ga 1−x As son la elección más común [91, 92], ya que la constante de redes similar a la del GaAs y, por tanto, las tensiones elásticas implicadas enla formación de los QDs de InAs son similares [93]. Mediante el uso de matricesde Al x Ga 1−x As se han obtenido aumentos de la energía de emisión dehasta 612 meV [90]. Estos sistemas presentan además beneficios prácticos,como son una mayor estabilidad térmica [90, 94] y una mayor densidad deQDs [95, 96]. Sin embargo, no están exentos de algunas desventajas. Lasmás importantes son la reducción de la intensidad de emisión [97] y el ensanchamientode las señales espectrales [90] en comparación con QDs deInAs/GaAs.