Crystal growth and characterization of ii-vi oxides thin films

Resumen

La tesis aborda el crecimiento cristalino y caracterización de óxidos II-VI en forma de capas delgadas: ZnO, CdO y Zn1-xCdxO. Los tres materiales han sido crecidos mediante la técnica MOCVD ("Metal Organic Chemical Vapor Deposition") usando una nueva configuración del reactor; en ella los precursores metálicos son introducidos por una entrada superior mientras que los alcoholes, que han sido utilizados como precursores de oxígeno, lo hacen por una entrada inferior. Esto ha permitido reducir las reacciones químicas en fase gaseosa entre los precursores, lo que siempre ha supuesto un problema en este tipo de crecimiento. El estudio del ZnO se ha centrado en el crecimiento de orientaciones no polares, es decir, orientaciones en las que el eje [0001] está contenido en la superficie de la muestra, y que son necesarias para la obtención de dispositivos optoelectrónicos con una mayor eficiencia. Las orientaciones no polares han sido caracterizadas mediante SFM, analizando el inicio del proceso de crecimiento (nucleación y formación de los primeros granos) y mediante HRXRD, lo que ha permitido determinar los mecanismos que limitan la calidad estructural de estas orientaciones. Finalmente, el uso de una técnica novedosa, Kelvin Probe Microscopy, ha revelado la presencia de dominios de carga sobre la superficie de muestras no polares faceteadas. El estudio del CdO ha tenido como objetivo fundamental el obtener capas delgadas con una única orientación cristalográfica, sobre sustratos de zafiro, abriendo las puertas a una compatibilidad tecnológica entre el ZnO y el CdO. Para obtener capas delgadas de alta calidad estructural se ha recurrido al empleo de sustratos de zafiro "r" y "m", ya que los sustratos "a" inducían la aparición de maclas en las capas. Sobre zafiro "r", la optimización de las condiciones de crecimiento ha conducido a la obtención de superficies planas, al tiempo que se mejoraba la calidad estructural, equipa