In un lavoro congiunto teorico/sperimentale di CNR-ISM, Dipartimento di Fisica UniSapienza, CNISM, CNR-IFN, Fondazione Bruno Kessler, Philipps University Marburg, Department of Physics and Materials Sciences Center, Marburg (Germany), Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Laboratory of Physics of Nanostructures, Lausanne (Switzerland) e Technion-Israel Institute of Technology, Department of Physics, Haifa (Israel), abbiamo cercato le ragioni per cui l'idrogenazione in leghe InGaAsN non recupera la band gap sistematicamente come fa invece nelle leghe GaAsN. Per comprendere questo fenomeno abbiamo proposto di spostare l'attenzione dal difetto stesso al suo ambiente circostante. Mentre i difetti N-H si formano sia negli ambienti ricchi in Ga che in quelli ricchi in In, solo in questi ultimi la matrice ospite InyGa1−yAs esercita un'azione selettiva sui complessi N-H, ostacolando la formazione dei complessi più efficaci nella passivazione di N.
Effetto selettivo della matrice ospite in leghe InGaAsN idrogenate: verso un paradigma di progettazione integrato matrice/difetto
L'ambiente circostante gioca un ruolo chiave nel determinare le concentrazioni effettive dei complessi N-H.
Articolo pubblicato su Advanced Functional Material.
Nelle leghe diluite InyGa1−yAs1−xNx, una regolazione spazialmente controllata della gap elettronica di banda può essere realizzata combinando l'introduzione di atomi di N, che inducono una significativa riduzione di questo parametro, con quella di atomi di idrogeno, che neutralizzano l'effetto di N. In queste leghe l'idrogeno forma complessi N-H sia negli ambienti ricchi in Ga che in quelli ricchi in In.
Misurazioni in fotoluminescenza e trattamenti termici di tempra mostrano, sorprendentemente, che la neutralizzazione di N da parte di H è inibita significativamente quando il numero dei legami In-N aumenta. Calcoli di teoria del funzionale densità rendono conto di questo risultato e rivelano un fenomeno fisico originale.
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