RESUMO

Este trabalho visa avaliar a possibilidade de obter controle sobre o spin do elétron em materiais semicondutores, para possível aplicação em transporte de informações e dispositivos de spintrônica, explorando a técnica de implantação de íons de Manganês (Mn) em semicondutores convencionais. Na literatura é comum encontrar o crescimento de semicondutores magnéticos diluídos como MnAs e MnGaAs. No presente trabalho estudamos as modificações nas propriedades ópticas pela presença do Mn em poços quânticos e assim avaliar sua potencialidade para spintrônica. As amostras utilizadas foram crescidas por MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition) no Laboratório de Optoeletrônica do LNLS, em Campinas, e consistem de poços quânticos de InGaAsP ladeados por barreiras de InGaAsP de composição diferente das dos poços. As larguras dos poços são de 30 e 40 nm, e situam-se a 50 nm da superfície da amostra. Foram implantadas doses de Mn de 1, 10 e 20 at.% através de uma colaboração com o Instituto de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Cada amostra foi clivada em três partes, e duas delas sofreram tratamento térmico a 650 oC e 750 oC. O outro pedaço foi mantido como implantado para fins de comparação. Numa segunda rodada ampliamos os tratamentos térmicos para 850 oC. Utilizamos fotoluminescência (PL) em baixa temperatura para estudar as amostras originais, sem implantação, e amostras selecionadas dos conjuntos implantados e tratados termicamente. As amostras tratadas apresentam boa recuperação do sinal de emissão do substrato, porém o sinal do poço quântico (banda de emissão do poço por volta de 1050 nm) só está presente para as amostras de maior concentração de Mn. A melhor temperatura de tratamento varia para cada dose implantada. O resultado para 20% de Mn é intrigante pois quanto maior a dose de implantação espera-se ter uma maior concentração de defeitos, precisando de temperaturas maiores para uma recuperação razoável. A comparação dos espectros de PL das amostras originais revela que a qualidade inicial das mesmas pode ser responsável por esse comportamento inesperado. Também apresentaremos resultados de tratamento nas amostras não-implantadas, com a intenção de verificar o deslocamento do pico de PL para o azul, como indicado acima, pois pode estar relacionado com uma modificação do perfil da interface devido ao tratamento térmico.

Palavras-chave: Poços Quânticos, Implantação Iônica, Spintônica