Práctica TOF-SIMS

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TOF-SIMS en física de superficies y sistemas 2D
Responsable: Andrea Lucero
En esta práctica se estudiarán dos sistemas mediante la técnica de Espectrometría de Masas de
Iones Secundarios con análisis de Tiempo de Vuelo (TOF-SIMS):
a) Caracterización de multicapas de GaAs dopadas
En la Sala Limpia del Centro Atómico Bariloche (CAB) se encuentra instalado un equipo de
Epitaxia por Haces Moleculares (MBE, por sus siglas en inglés) para elementos III-V. Este
equipo permite el crecimiento de estructuras altamente epitaxiales, prácticamente sin
contaminantes y con un alto control de espesores, composición y dopaje, que posibilita la
fabricación de dispositivos tales como pozos cuánticos, gases bidimensionales, reflectores
de Bragg, cavidades ópticas y diodos, entre otras aplicaciones [1].
Para esta práctica utilizaremos una muestra crecida en el MBE, que consiste en capas
alternadas de GaAs dopadas con Si y GaAs sin dopar. Cada capa dopada con Si fue crecida
aplicando distintas temperaturas a la celda de Si del equipo con el fin de lograr distintos
niveles de dopaje. El objetivo es obtener el perfil de profundidad de la muestra con
TOF-SIMS, analizando las diferencias existentes entre cada capa y los niveles de dopaje.
b) Superficie de KTaO3(001): formas de preparación y su efecto en la formación de un gas
bidimensional de electrones
La superficie de las perovskitas KTaO3 están siendo estudiadas en la actualidad porque
recientemente se ha demostrado que en su interface con una capa de Al o de otros óxidos
se forma un gas de electrones bidimensional con propiedades interesantes y aplicaciones
promisorias [2]. A diferencia de lo que ocurre con su hermana SrTiO3, que fue la primera
en estudiarse, el KTaO3 presenta una cara polar más inestable, que sufre modificaciones
tanto en su estructura atómica como electrónica, que dependen del modo de preparación
de la superficie y de la interfaz. En esta práctica estudiaremos con TOF-SIMS las diferencias
que aparecen en la composición superficial del KTaO3 al someter a una de estas superficies
al recocido estándar usado en las cámaras de sputtering donde se fabrican dispositivos,
teniendo como referencia una muestra sin tratar y estudios previos en muestras clivadas
en vacío [3] .
Referencias:
1) Dispositivos basados en semiconductores III-V, Salazar Alarcon et al, 107a Reunión de la
Asociación Física Argentina, 27 al 30 de septiembre de 2022
2) KTaO3- The new kid on the spintronics block, Chakraverty et al, Advanced materials review,
2022, 34, 2106481
3) Polarity compensation mechanism on the perovskite surface KTaO3(001), U. Diebold et al,
Science 359, 572 (2018)