EFECTO DE LAS TENSIONES EN LAS PROPIEDADES ÓPTICAS DE NANOESTRUTURAS

EFECTO DE LAS TENSIONES EN LAS PROPIEDADES ÓPTICAS DE
NANOESTRUTURAS
J.A. Prieto, G. Armelles, J. M. García, L. González
La distribución de tensiones mecánicas en una nanoestructura autoorganizada tiene una
importancia capital en las propiedades de la misma. En particular, el estado de tensiones
determina donde están localizados los estados electrónicos. A modo de ejemplo en la figura
se presenta los espectros de fotoreflectancia de dos muestras de puntos de InAs depositados
sobre GaAs

Cuando el punto tiene un diámetro inferior a unos 30 nm (línea discontinua) sólo se observa
señal de fotoreflectancia asociada al substrato (E1
S) . Sin embargo, para tamaños superiores
(línea continua) aparece claramente una transición a 2,6 eV (E1
L) junto con la transición del
substrato . Este comportamiento se repite en los espectros Raman , apareciendo señal Raman
asociada a los puntos de InAs cuando su diámetro es superior a unos 30 nm. Del análisis de
los espectros Raman se deduce que estos puntos tienen un contenido en Ga cercano al 10% y
,sobre todo , que no están tensados .
El origen de esta modificación de las propiedades ópticas con el tamaño hay que buscarlo en
la dependencia que la tensión tiene en el alineamiento de bandas entre el InAs y el GaAs. En
el siguiente esquema se representa el alineamiento entre las bandas de conducción (LCB) y
valencia (LVB) en el punto L para diferentes tensiones de InAs. Si el InAs tiene en el plano el
mismo parámetro de red que el GaAs (b) los electrones están localizados en el GaAs
mientras que en un InAs no tensado (a) están localizados en el InAs. Por lo tanto, la
probabilidad de transición será mucho mayor en este último caso.
Otro aspecto importante es el efecto que la forma de la nanoestrutura tiene en las propiedades
ópticas . Por ejemplo, en la figura se presentan espectros de fotoreflectancia de puntos e hilos
de InAs depositados sobre InP junto con sus imágenes de AFM . Las líneas discontinuas
corresponden a polarización paralela a los hilos [110] y las continuas perpendicular a los hilos
[-110]. En los puntos los dos espectros son idénticos , mientras que en los hilos se observa
una anisotropía óptica .El origen de esta anisotropía óptica se atribuye al diferente grado de
relajación de la tensión a lo largo de la dirección del hilo o perpendicular a ella ,. Esta
diferencia en la relajación provoca que los valles localizados en los puntos L ({111}) ,
equivalentes en los puntos, dejen de serlo , lo que induce un clivado de las transiciones
ópticas que se originan entre estados electrónicos asociados a estos valles.

Jesus Castillo
C.I. 15430564
CRF