Segregação do índio em cristais Ga1-xInxSb obtidos pelo método bridgman vertical

Abstract

Este trabalho descreve o crescimento e a caracterização de cristais de compostos semicondutores III-V, Ga1-xInxSb levemente dopados com Alumínio (Al) e cádmio (Cd). O composto Ga1-xInxSb é um material interessante para o desenvolvimento de moduladores ópticos, lasers operando na faixa de infravermelho médio, multijunções de células solares e uso em células termofotovoltaicas. A metodologia apresenta a descrição do processo de crescimento dos cristais através do método Bridgman Vertical. A distribuição do índio e dos dopantes, analisada por Espectroscopia por Dispersão de Energia foi correlacionada com a resistividade, número de portadores e mobilidade ao longo dos cristais. A mudança da condutividade tipo n para tipo p em lâminas do mesmo cristal classifica a distribuição heterogênea do índio e dos dopantes e sugere a presença de defeitos nativos. A distribuição não uniforme do índio nos cristais e a segregação do antimoneto de índio para o final do cristal provavelmente esteja vinculada a desestabilidade da interface sólido/líquido durante o processo de crescimento dos cristais.

This paper describes the growth and characterization of III-V compound semiconductors, Ga1-xInxSb lightly doped with aluminum (Al) and cadmium (Cd). The Ga1-xInxSb compound is an interesting material for the development of optical modulators, lasers operating in the mid-infrared range, multi-junction solar cell and thermophotovoltaic cell use. The methodology presents the description of the crystal growth process through Vertical Bridgman Method. The distribution of indium and dopants, analyzed by Energy Dispersive Spectroscopy, was correlated to resistivity, carrier number and mobility throughout the crystals. The change of n-type conductivity to p-type in blades of the same crystals classifies the inhomogeneous distribution of indium dopant and suggests the presence of native defects. The inhomogeneous distribution of indium in the crystals and the segregation of indium antimonide at the end of the crystal is probably linked to destabilization of the solidliquid interface during the process of crystal growth.