Fabricación y caracterización de pozos cuánticos para el estudio de la interacción luz-materia

Abstract

Los pozos cuánticos representan la base de una gran variedad de dispositivos electrónicos, entre ellos los ledes, láseres, fotodetectores y moduladores. Las propiedades optoelectrónicas de estos sistemas dependen de su composición química y del espesor de las capas crecidas. Por dicha razón, es necesario tener un control preciso durante su crecimiento. El presente trabajo tuvo como objetivo inducir el crecimiento epitaxial de pozos cuánticos intrínsecos (sin ningún dopaje) asimétricos acoplados y desacoplados de AlGaAs/GaAs/AlGaAs, así como, establecer su caracterización mediante técnicas de espectroscopía óptica, como lo son la reflectancia diferencial, también conocida como espectroscopía de reflectancia anisotrópica (RAS) y la fotoluminiscencia (PL). Se realizó un estudio experimental de las interacciones entre niveles de energía en los pozos cuánticos asimétricos acoplados. Este tipo de estructuras son especialmente interesantes por permitir la formación y observación, no solo de excitones directos, dentro del mismo pozo, sino también, de excitones y triones indirectos, que se forman entre electrones de un pozo y huecos de otro pozo vecino (Transiciones intra-QW). Se hicieron crecer tres pozos intrínsecos, basados en arseniuro de galio (GaAs): un pozo individual (desacoplado) y un par de pozos asimétricos acoplados, a través de epitaxia por haces moleculares (MBE). Se observó el efecto del rompimiento de simetría (de D2d a C2v) en las propiedades espintrónicas de la estructura, a través de PL y RAS, a una temperatura de ~ 30 K. Se lograron establecer las técnicas y métodos necesarios para el crecimiento de pozos cuánticos intrínsecos, que constituyen la base para la creación de dispositivos y estructuras más complejas. El uso de técnicas espectroscópicas permitió demostrar la presencia de anisotropías ópticas, que repercuten en el comportamiento del espín de los excitones en pozos cuánticos.