Simulación de defectos en germanio amorfo

Abstract

El Ge es un material semiconductor con una posición cada vez más relevante en las futuras generaciones de dispositivos electrónicos. Presenta una alta movilidad de portadores, lo que permitirá desarrollar transistores de alta movilidad, y cuenta con la gran ventaja de ser compatible con la tecnología de fabricación actual desarrollada para Si. Durante los procesos de fabricación es habitual que se forme de forma intencionada o no una capa de Ge amorfo. Una de las propiedades características del Ge amorfo, con potenciales aplicaciones en la fabricación de sensores químicos o el almacenamiento de energía entre otras, es la aparición de capas porosas formadas por nano-estructuras en forma de panal de abeja, conocidas comúnmente como honeycombs. Estas estructuras solo se observan en Ge amorfo y están asociadas con la generación y acumulación de vacantes. El objetivo de este trabajo es estudiar las características del Ge amorfo desde un punto de vista atomístico y analizar el efecto sobre las propiedades de la red de la presencia de defectos puntuales y extensos, prestando especial atención a los defectos de vacantes. Para ello se han realizado simulaciones con la técnica de Dinámica Molecular Clásica. Hemos caracterizado cada átomo de la red en base a distintas propiedades locales y hemos determinado el mejor criterio para clasificar los átomos con propiedades o comportamientos similares, e identificar la presencia de defectos en la red amorfa. Se han introducido defectos puntuales y extensos en distintas concentraciones y se ha estudiado su efecto sobre las propiedades estructurales y energéticas de la red, y sobre la difusión. Esta información es de gran utilidad para poder identificar y entender el comportamiento de los defectos en amorfo y es aplicable a otros materiales semiconductores.