El antimonuro de arseniuro de galio , también conocido como arseniuro de antimonuro de galio o GaAsSb ( Ga As (1- x ) Sb x ), es un compuesto semiconductor ternario III-V ; x indica las fracciones de arsénico y antimonio en la aleación. GaAsSb se refiere generalmente a cualquier composición de la aleación. Es una aleación de arseniuro de galio (GaAs) y antimonuro de galio (GaSb).
Las películas de GaAsSb se han desarrollado mediante epitaxia de haz molecular (MBE), epitaxia en fase de vapor de organometales (MOVPE) y epitaxia en fase líquida (LPE) sobre sustratos de arseniuro de galio , antimoniuro de galio y fosfuro de indio . A menudo se incorpora en heteroestructuras estratificadas con otros compuestos III-V.
El GaAsSb tiene una brecha de miscibilidad a temperaturas inferiores a 751 °C. [1] Esto significa que las composiciones intermedias de la aleación por debajo de esta temperatura son termodinámicamente inestables y pueden separarse espontáneamente en dos fases: una rica en GaAs y otra rica en GaSb. Esto limita las composiciones de GaAsSb que se pueden obtener mediante técnicas de crecimiento cerca del equilibrio, como LPE, a aquellas fuera de la brecha de miscibilidad. [2] Sin embargo, las composiciones de GaAsSb dentro de la brecha de miscibilidad se pueden obtener con técnicas de crecimiento fuera del equilibrio, como MBE y MOVPE. Al seleccionar cuidadosamente las condiciones de crecimiento (por ejemplo, las proporciones de los gases precursores en MOVPE) y mantener temperaturas relativamente bajas durante y después del crecimiento, es posible obtener composiciones de GaAsSb dentro de la brecha de miscibilidad que sean cinéticamente estables . Por ejemplo, esto permite cultivar GaAsSb con la composición GaAs 0.51 Sb 0.49 , que, aunque normalmente se encuentra dentro de la brecha de miscibilidad a temperaturas de crecimiento típicas, puede existir como una aleación cinéticamente estable. [1] Esta composición de GaAsSb está emparejada en red con InP y, a veces, se utiliza en heteroestructuras cultivadas en ese sustrato.
La banda prohibida y la constante de red de las aleaciones de GaAsSb se encuentran entre las del GaAs puro (a = 0,565 nm, E g = 1,42 eV ) y las del GaSb (a = 0,610 nm, E g = 0,73 eV). [3] En todas las composiciones, la banda prohibida es directa , como en el GaAs y el GaSb. Además, la banda prohibida muestra un mínimo en la composición aproximadamente en x = 0,8 a T = 300 K, alcanzando un valor mínimo de E g = 0,67 eV, que es ligeramente inferior al del GaSb puro. [1]
El GaAsSb se ha estudiado ampliamente para su uso en transistores bipolares de heterojunción . [4] [5] También se ha combinado en red con InGaAs en InP para crear y estudiar un gas de electrones bidimensional . [6]
Se utilizó una heteroestructura basada en GaAsSb/GaAs para crear un fotodiodo de infrarrojo cercano con una capacidad de respuesta máxima centrada en 1,3 μm. [7]
El GaAsSb se puede incorporar en células solares multiunión basadas en III-V para reducir la distancia de tunelización y aumentar la corriente de tunelización entre células adyacentes. [8]