Currently, the obtention of nano-structures based on III-V materials is expensive. This calls for novel and inexpensive nanostructure manufacturing approaches. In this work we report on the manufacture of a nanostructures consisting of alternating layers of In and GaAs on a silicon substrate by magnetron sputtering. Furthermore, we characterized the produced nanostructures using secondary ion mass spectroscopy (SIMS), X-ray diffraction analysis, and Raman spectroscopy. SIMS revealed variation in the concentration of In atoms across In/GaAs/In interphases, and X-ray diffraction revealed planes corresponding to phases associated with GaAs and InAs due to In interfacial diffusion across GaAs layers. Finally, in order to study the composition and crystalquality of the manufactured nanostaructures, Raman spectra were taken using laser excitation lines of 452 nm, 532 nm, and 562 nm at different points across the nanostructures.This allowed to determine the transverse and longitudinal optical modes of GaAs and InAs,characteristic of a two-mode behavior. An acoustic longitudinal vibrational mode LA(Γ) of GaAs and an acoustic longitudinal mode activated by disorder (DALA) were observed. These resulted from the substitution of Ga atoms for In atoms in high concentrations due to the generation of Ga(VGa) and/or Arsenic(VAs) vacancies.This set of analyses show that magnetron sputtering can be aviable and relatively low-cost technique to obtain this type of semiconductors.
RESUMEN Actualmente, la fabricación de películas delgadas de GaAs dopadas con Mn (GaAsMn) sobre Si (100), es un objeto de gran interés debido a su posible integración con la tecnología del silicio, generando un desarrollo significativo en la funcionalidad de los dispositivos optoelectrónicos y espintrónicos. En este trabajo, presentamos un estudio sistemático de la caracterización estructural, morfológica, óptica, y magnética de películas delgadas de GaAsMn preparadas por pulverización catódica R.F sobre un substrato de silicio (100), para temperaturas del crecimiento de 100 y 200 oC, respectivamente. A partir de los espectros Raman se identificaron los modos vibracionales, trasversal óptico (TO) y longitudinal óptico (LO) de GaAs, localizados en 290 cm-1 y 265 cm-1, respectivamente. Adicionalmente, se identificaron modos vibracionales de MnAs, debido a la substitucion de átomos de Ga por átomos de Mn en altas concentraciones. La segregación de Mn, fue corroborada mediante difracción de rayos-X, en donde se evidencian planos cristalinos en las direcciones (400) y (200) de GaAs policristalino, y planos cristalográficos pertenecientes a fases de Mn1+xAs. La morfología y el modo de crecimiento de las películas delgadas de GaAsMn/Si (100), se llevó a cabo mediante imágenes de microscopía de fuerza atómica (AFM) y microscopía electrónica de barrido (SEM) tomadas sobre la superficie y en sección transversal, respectivamente. Finalmente, un análisis de las propiedades magnéticas de las películas delgadas de GaAsMn a partir de imágenes de microscopía de fuerza magnética (MFM), revelan la presencia de dominios magnéticos superficiales provenientes de MnAs. Concluimos que las propiedades físicas de las películas de GaAsMn dependen de las condiciones de crecimiento.
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