Uma Introdução à Epitaxia

Por Kerry Taylor-Smith, B. Sc. (Hons)De Fevereiro De 14 2019

Créditos De Imagem: Iaremenko Sergii/.com

Epitaxia é uma técnica importante na cristalografia onde naturais ou artificiais, em que os cristais são cultivadas em um substrato cristalino; o substrato subjacente atua como uma semente de cristal e determina a orientação dos cristais que crescem sobre ele.O que é epitaxia?

derivado do epi grego, significando acima, e táxis, de forma ordenada, o processo resulta na formação de uma ou várias películas finas cristalinas que podem ser da mesma composição química ou estrutura diferente que o substrato. A película depositada bloqueia uma ou mais orientações cristalográficas em relação ao cristal de substrato, e a película ou camada epitaxial resultante tem um registro ou localização particular em relação à camada subjacente.

o processo é usado em nanotecnologia e na fabricação de semicondutores onde é de importância comercial; na verdade, epitaxia é o único método acessível de crescimento de cristal de alta qualidade para muitos materiais semicondutores. Para a maioria das aplicações de películas finas – revestimentos duros ou macios, ou revestimentos ópticos – é de pouca importância, mas é fundamental na tecnologia de filmes finos semicondutores, onde o crescimento de materiais semicondutores formam camadas e poços quânticos em dispositivos eletrônicos e fotônicos, tais como monitores de vídeo de computador e aplicações de telecomunicações. Para a maioria das aplicações tecnológicas, o desejo é que o material depositado forme uma película cristalina que tenha uma orientação bem definida em relação à estrutura cristalina do substrato.

tipos de epitaxia

existem vários tipos de epitaxia:

• Homoepitaxia-isto é realizado com um material, de modo que o substrato e película fina são os mesmos, muitas vezes silício sobre silício. Isto é frequentemente usado para produzir filmes que são mais puros do que o substrato, e que podem ser dopados independentemente dele.
• Heteroepitaxy-este é realizado com materiais diferentes e muitas vezes usado para produzir filmes de materiais para os quais cristais não podem ser obtidos de outra forma, por exemplo, silício em safira, ou grafeno em nitreto de boro hexagonal. Este método permite estruturas optoeletrônicas e dispositivos de engenharia bandgap.
• Heterotopotaxia-este método é semelhante à heteroepitaxia, excepto que o crescimento não se limita ao crescimento bidimensional; o substrato é similar apenas em Estrutura ao material de película fina.
• Pendeo-epitaxia-neste processo, um filme heteroepitaxial cresce verticalmente e lateralmente simultaneamente. É usado em processos de fabricação baseados em silício e é particularmente importante para semicondutores compostos como arsenieto de gálio.

Heteroepitaxy é muitas vezes utilizado para metal-semicondutor crescimento; muitos metal-semicondutor estruturas são utilizados para aplicações de contato e de crescimento epitaxial permite maior movimento de electrões através de uma junção. No entanto, tentar crescer uma camada de cristais em cima de um substrato que é diferente dele pode apresentar problemas; os reticulados correspondentes são importantes para minimizar defeitos e aumentar a mobilidade dos elétrons, mas o processo pode levar a reticulados incomparáveis. Este desfasamento pode causar um crescimento tenso ou relaxado, desencadeando assim defeitos interfaciais, e o desvio do que é considerado “normal” pode levar a alterações nas propriedades eletrônicas, ópticas, térmicas e mecânicas do filme.

crescimento Epitaxial de materiais de película fina e suas aplicações

crescimento Epitaxial de materiais de película fina tem inúmeras aplicações em eletrônica, optoeletrônica e magneto-óptica. O crescimento pode ocorrer de várias maneiras, sendo o mais comum a epitaxia de fase vapor (uma modificação da deposição de vapor químico), onde átomos para deposição no substrato vêm de vapor e o crescimento ocorre na interface gasosa/sólida. A epitaxia de fase sólida deposita uma fina película não-cristalina no substrato, que é então aquecida para formar uma camada cristalina, enquanto a epitaxia de fase líquida vê camadas cultivadas a partir de uma fonte líquida.

este último é, de longe, o caminho mais barato e mais fácil para a produção de camadas de qualidade do dispositivo, mas a deposição de vapor químico orgânico metálico (MOCVD) e epitaxia do feixe molecular (MBE) estão crescendo em uso. Os custos iniciais são caros, mas MOCVD e MBE são mais versáteis e podem facilmente produzir estruturas de multicamadas com atômica-camada de controle, que é fundamental para a nanoengineering agora necessária para produzir dispositivo de estruturas como a-crescido dos multilayers.

References and Further Reading

• What is epitaxy?
• Epitaxia
• Crescimento Epitaxial Do Cristal: Métodos e Materiais
• Epitaxia
• Epitaxia |Cristalografia

Disclaimer: As opiniões aqui expressas são do autor, expressa na sua capacidade privada e não representam, necessariamente, as opiniões do AZoM.com Limitado T/A AZoNetwork o proprietário e operador deste website. Este Aviso faz parte dos Termos e condições de uso deste site.

Escrito por

Kerry Taylor-Smith

Kerry foi um escritor freelance, editor e revisor desde 2016, especializada em ciência e saúde-assuntos relacionados. É formada em Ciências Naturais na Universidade de Bath e está sediada no Reino Unido.

Citações