Técnicas ópticas de caracterización de semiconductores: Microscopía Raman y Fotoluminiscencia. Aplicación a nuevos óxidos para aplicaciones optoelectrónicas

Abstract

Los últimos avances en la industria optoelectrónica han llevado a la aparición de nuevas generaciones de semiconductores, siendo las últimas las de los semiconductores de energía de gap grande, como el ZnO, y ultra grande, como el Ga2O3. Es importante conocer las características de estos materiales para poder utilizarlos tecnológicamente. De entre las distintas técnicas de caracterización de materiales, en este TFG nos hemos centrado en la espectroscopía Raman y la Fotoluminiscencia. Se ha pretendido comprender las bases conceptuales de ambas técnicas y las partes que componen un equipo micro-Raman/micro- PL, así como las posibilidades de ambas técnicas para la caracterización de diferentes semiconductores de gap grande y ultra grande. En primer lugar, usamos estas técnicas espectroscópicas para caracterizar a semiconductores bien conocidos como el Si, el GaAs, el AlGaAs y el GaN; y posteriormente para realizar un breve estudio de tres óxidos semiconductores de gap grande y ultra grande, el ZnO, el MgZnO y el Ga2O3.

Recent advances in the optoelectronics industry have led to the emergence of new semiconductor generations, the latest being wide band gap, as ZnO, and ultra-wide band gap, as Ga2O3, semiconductors. It is important to properly know the characteristics of these materials to use them in technological applications. Among the different experimental techniques used for the characterization of materials, we focused on Raman spectroscopy and Photoluminescence in this TFG. The aim of this work is to understand the conceptual basis of both techniques and the parts that make up a micro-Raman/micro-PL equipment, as well as the possibilities of both techniques for the characterization of different large and ultra-large gap semiconductors. These spectroscopic techniques were first applied to well-known semiconductors such as Si, GaAs, AlGaAs and GaN; and then they were used to carry out a brief study of three large and ultra-large gap semiconductor oxides: ZnO, MgZnO and Ga2O3.