Existe um grande interesse em super-redes semicondutoras devido as suas propriedades ópticas, que dependem da direção em que as amostras são crescidas. O crescimento pode ser feito através do método de Epitaxia por Feixes Moleculares, que permite a obtenção de heteroestruturas semicondutoras complexas. Esses grupos de novas heteroestruturas têm sido produzidos devido a suas novas propriedades físicas e suas possíveis aplicações como dispositivos. Para tanto é preciso saber quais são as características desses materiais. O presente trabalho estuda as propriedades ópticas de super-redes de (GaAs)5/(AlAs)5 orientadas em deferentes direções, através de espectros de emissão excitônicos de fotoluminescência em função da temperatura e da potência de excitação. Essas dependências são analisadas por meio de modelos teóricos.

As amostras foram crescidas simultaneamente sobre substratos de Arseneto de Gálio orientados nas direções [100], [111]A e [311]A através da Epitaxia por Feixe Molecular. A técnica de fotoluminescência foi empregada para caracterização das propriedades ópticas dessas super-redes semicondutoras. Esse sistema é composto de um laser de argônio, um monocromador, uma fotomultiplicadora, um fotodetector de InGaAs, um lock-in e um criostato de circuito fechado de He, que permite variar a temperatura das amostras entre 10 a 300 K. A variação da potência incidente na amostra foi realizada por meio de filtros neutros. Os espectros das transições excitônicas foram medidos em função da temperatura e da potência de excitação das amostras. A partir desses espectros, ajustados por curvas Gaussianas, extraímos a posição do pico da transição excitônica, a intensidade integrada na energia e a largura de linha a meia altura. Expressões teóricas são utilizadas para ajustar a dependência com a temperatura e com a potência desses parâmetros.

Em todos os gráficos foram utilizados três modelos, de Varshni, Viña e Passler, para ajustar o comportamento da posição do pico de fotoluminescência com a temperatura. Os parâmetros dos ajustes foram comparados para as três direções. A menor largura de linha para as três orientações foi encontrada na amostra [111]A. A dependência com a potência da intensidade integrada na energia não apresenta uma relação linear. Foram representados o comportamento da intensidade com a variação da temperatura.

O modelo de Viña ajustou de adequadamente a dependência com a posição do pico nas direções [100] e [111]A. O modelo de Passler descreveu de maneira mais satisfatória a comportamento da posição de pico com a temperatura. A menor largura de linha, na orientação [111]A, sugere uma melhor interface.

Instituição de fomento: CNPq e Fundação Araucária.

Trabalho de Iniciação Científica