Automatización del sistema de espectroscopía transitoria de corriente foto-inducida PICTS

Abstract

PICTS es una técnica utilizada para caracterizar materiales semiconductores utilizando un medio de excitación óptica que genere centros de recombinación también conocidos como trampas, en este caso se utilizara un láser. Un pulso óptico creado mecánicamente mediante un interruptor externo incide sobre la superficie de una muestra altamente resistiva colocada en un criostato, el criostato es cámara de vacío a la cual se le variara la temperatura mediante un controlador de temperatura, crea excesos de pares electrón-hueco incrementando la conductividad total de la muestra. Cuando la luz es interrumpida los portadores foto generados crean un transitorio de corriente que fluye a lo largo de un resistor en serie cuando un voltaje es aplicado a la muestra bajo prueba. El transitorio está compuesto de una componente radiactiva rápida debido a la recombinación de portadores y de una componente no radiactiva lenta debido la presencia de defectos e impurezas. Un circuito muestreador/retenedor realizará la resta de 2 mmuestras a un tiempo t1 y t2 para después amplificarse mediante un amplificador lock-in. El tiempo de vida de portadores libres depende de estos procesos. Cuando los portadores son atrapados su tiempo de vida libre es interrumpido siendo restituido cuando los portadores son liberados de la impureza. Esta técnica se pretende automatizar mediante un sistema de control y adquisición de datos programado mediante labVIEW, el programa ajustara automáticamente los parámetros necesarios para configurar el controlador de temperatura, así como el amplificador lock-in, realizará la medición en el momento correcto y generara los pulsos para ajustar los tiempos t1 y t2 dl circuito muestreador/retenedor. Las técnicas ópticas son suplementarias a las medidas eléctricas. Las medidas pueden ser generalmente hechas eléctricamente; la entrada óptica hace la medida más fácil (generación de portadores minoritarios) o da información adicional (sección de cruce). Pero las medidas puramente eléctricas son difíciles de hacer en sustratos semi-aisladores de alta resistividad. Las entradas ópticas pueden ser una ventaja importante y en algunos casos son la única manera de obtener información de las impurezas de niveles profundos.