PROPRIEDADES ÓPTICAS DE POÇOS QUÂNTICOS QUATERNÁRIOS COM IMPLANTAÇÃO DE MN

Aluno de Iniciação Científica: Renato Fernando Caron (PIBIC/CNPq)
Curso: Física (Licenciatura)
Orientador: Evaldo Ribeiro
Colaborador: Rogério Luiz Maltez
Departamento: Física
Setor: Ciências Exatas
Palavras-chave: poços quânticos , implantação , spintrônica
Área de Conhecimento: 10507167 - PROP.OTIC.E ESPEC.MATR.COND.; OUTRAS INTER.MAT.COM RAD.PART.

Implantação de íons de Manganês (Mn) em semicondutores convencionais é um dos meios de obter controle sobre o spin do elétron (em vez da sua carga) e buracos presentes no material, para o transporte de informações e com isso a possível aplicação para dispositivos de spintrônica. Esforços nesse sentido levam principalmente ao crescimento de semicondutores magnéticos diluídos como MnAs e MnGaAs. No presente trabalho estudamos as modificações nas propriedades ópticas pela presença do Mn nas heteroestruturas e assim avaliar sua potencialidade para spintrônica. As amostras utilizadas foram crescidas por MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition) no Laboratório de Optoeletrônica do LNLS, em Campinas, e consistem de poços quânticos de InGaAsP ladeados por barreiras de InGaAsP de composição fixa, diferente das dos poços (emissão no vermelho, por volta dos 640 nm). As larguras dos poços são de 30 e 40 nm, e situam-se a 50 nm da superfície da amostra. Foram implantadas doses de Mn de 1, 10 e 20 at.% através de uma colaboração com o Instituto de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Cada amostra foi clivada em três partes, e duas delas sofreram tratamento térmico a 650 oC e 750 oC. O outro pedaço foi mantido como implantado para fins de comparação. Utilizamos fotoluminescência em baixa temperatura para estudar as amostras originais, sem implantação, e amostras selecionadas dos conjuntos implantados e tratados termicamente. O tratamento a 650 oC apresenta boa recuperação do sinal de emissão do substrato, porém o sinal do poço quântico só está presente para a amostra de 20% de Mn. Já o tratamento a 750 oC leva a um melhor resultado pois observamos uma banda de emissão do poço por volta de 1050 nm, mais intensa para os casos de maior concentração de Mn. Isto é intrigante pois quanto maior a dose de implantação espera-se ter uma maior concentração de defeitos, precisando de temperaturas maiores para uma recuperação razoável. Uma das razões para este comportamento pode ser o grande desvio para o azul da luminescência dos poços, comparado com o resultado das amostras não-implantadas, pois pode estar relacionado com uma modificação do perfil da interface devido ao tratamento térmico.

 

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