Author(s):
Bola, Ana Margarida Ramos 
Date: 2008
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10773/2608
Origin: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Subject(s): Engenharia física; Optoelectrónica; Semicondutores
Description
No presente estudo foi estabelecida a dependência da energia de hiato da liga
quaternária AlyInxGa1-x-yN, na estrutura da wurtzite, com a razão de
composição [Al]/[In] existente nos filmes.
As amostras estudadas consistem em filmes epitaxiais crescidos por
deposição organometálica em fase de vapor (MOCVD), em substrato de
GaN/safira. Como as amostras são crescidas sobre GaN, cuja energia de hiato
é ~3,4eV à Tambiente, a utilização da técnica de reflectividade para a medição
experimental da energia de hiato dos filmes é uma das técnicas possíveis,
para que em amostras que apresentem composições elevadas de alumínio (Al)
seja possível determinar a energia de hiato.
Foi feita a análise de dados de parâmetros estruturais, medidos por AFM,
HRXRD e RBS, tendo-se conseguido:
i) estabelecer as condições de rugosidade adequadas à obtenção de um
espectro de reflectividade onde fosse identificada a região de absorção
do filme;
ii) medir e tratar dados de XRD, com vista à determinação das
constantes de rede do filme e respectiva espessura.
Nos espectros de reflectividade foram identificadas duas regiões de absorção
que se atribuíram ao filme. Esta interpretação concorda com a literatura
existente sobre os estudos teóricos acerca do comportamento microscópico da
liga, que apontam para a possibilidade dos filmes em estudo, nesta gama de
temperaturas de crescimento, não serem constituídos por uma única fase.
Optou-se portanto por estudar a variação da energia de hiato com a relação de
composição [Al]/[In], onde se mostra que o aumento na energia de hiato vai
diminuindo com o aumento da razão [Al]/[In].
ABSTRACT: In the present study it was established the composition dependence on the
energy band gap for the quaternary alloy AlyInxGa1-x-yN, in the wurtzite
structure.
The samples consist on epitaxial films grown with the MOVPE method, in
GaN/Sapphire. Because the samples are grown in GaN, whose energy gap is
~3.4eV at room temperature, the reflecting technique for measuring the energy
gap films is a possible one, so that in samples with high aluminium
concentration the determination of the energy gap may be possible.
Data from structural parameters measured by AFM, HRXRD and RBS were
analysed and the following was achieved:
i) establishment of the roughness conditions appropriated to obtain a
reflectivity spectrum where the absorption region of the film can be
identified;
ii) measuring and processing data from HRXRD for the determination of
lattice constants and film thickness.
In the reflectivity spectra, two absorption regions were identified and attributed
to the film. This interpretation agrees with the existing literature on the
theoretical studies about the microscopic behavior of the alloy, pointing to the
possibility that films under consideration, at this growth range temperature, are
not made of a single phase. Therefore, our choice was to study the variation of
the gap energy with respect to the composition [Al]/[In] where we show that
the increasing on the gap energy decreases with increasing [Al]/[In] ratio. Mestrado em Engenharia Física
