Technical description of the equipment

Adquisición de un microscopio electrónico de barrido de emisión de campo: El FESEM constituye una herramienta básica para la caracterización de cualquier tipo de material e imprescindible para el lSOM y su Central de Tecnología (Instalación Científico-Técnica Singular española) dado que una de sus principales actividades es el crecimiento de nuevos compuestos semiconductores de alta calidad cristalina en forma de multicapas epitaxiales y nanoestructuras por MBE (Molecular Beam Epitaxy) para dispositivos optoelectrónicos, así como de láminas magnéticas para sensores. El FESEM permite estudiar su morfología y obtener sus dimensiones con alta precisión dado que su alta resolución (2 nm) permite hacer medidas a escala nanométrica (10-9m).

Adquisición de un módulo para catodoluminiscencia. El objetivo es la preparación de nuevos materiales en película delgada y nanoestructuras para el desarrollo de dispositivos semiconductores. La caracterización se basa por una parte en analizar la estructura y morfología con el equipo de rayos x de alta resolución (HRXRD) y FESEM, y por otra sus propiedades ópticas. Para esto último se utiliza la fotoluminiscencia (PL) y catodoluminiscencia (CL). Al combinar la CL con el SEM se puede ver localmente, a escala nanométrica, la luminiscencia de zonas de interés. Esto complementa la técnica disponible de PL, que en la actualidad solo permite observar la luminiscencia de la muestra completa.

Need and description of the action

Equipamiento para el Instituto de Sistemas Optoelectrónicos y Microtecnología ya puesto en servicio
Adquisición del microscopio electrónico de barrido de emisión de campo (SEM), modelo FEI Inspect F50. Se trata de una herramienta puntera cuyas características técnicas lo convierten en el equipo ideal para enfrentarse a nuevos retos tecnológicos dentro del marco de la micro y nanotecnología actual. Se acompaña con la adquisición de un módulo para cátodo luminiscencia.
La correlación directa de las propiedades estructurales y ópticas de nanoestructuras de semiconductores solamente puede hacerse mediante un sistema que combine microscopía electrónica de alta resolución y medidas de cátodo-luminiscencia (FESEM-CL). Dicho sistema combinado permite conseguir simultáneamente información local de las propiedades estructurales y ópticas. La resolución necesaria es de 1 nm para las propiedades estructurales y 10 nm para las propiedades ópticas. Ningún sistema de ese tipo con estas especificaciones estaba disponible actualmente en la Universidad Politécnica ni en la Universidad Complutense, antes de esta actuación.

Relevant expected results

Con la adquisición del FESEM-CL el ISOM enriquece sus actuales infraestructuras, ampliando y mejorando su oferta de servicios mediante la ICTS, y permitirá el estudio de una amplia variedad de nanoestructuras de aplicación real en dispositivos, incluyendo puntos cuánticos (QDs) de InAs/GaAs y InGaN, así como de estructuras nanocolumnares de nitruros-III. Uno de los temas de investigación actual es el crecimiento de matrices ordenadas de estructuras nanocolumnares de InGaN para producir luz blanca eficiente sin utilizar fósforos (nanoLEDs). La misma estructura se aplica para células solares multi-unión de nueva generación.
Por otra parte, la existencia en el Campus de Excelencia de otra ICTS sobre Microscopía Electrónica (UCM) brinda la posibilidad de ofrecer ofertas conjuntas con un mayor abanico de servicios relacionados con técnicas complementarias para el análisis de propiedades estructurales, químicas y ópticas. De éste modo, con el nuevo sistema FESEM-CL ambas ICTS del Campus de Excelencia podrán trabajar conjuntamente de modo complementario.

Related R+D projects

''Substrate nanopatterning by e-beam lithography to growth ordered arrays of III-Nitride nanodetectors: application to IR detectors, emitters, and new Solar Cells''. Entidad: UE. Código: SNB09, PIEF-GA-2009-253085 (2011-2013). IP: Enrique Calleja Pardo.

''Células solares de heterounión de InGaN y alta eficiencia crecidas por MBE''. Entidad: Acción de Coordinación Internacional con Japón, Ministerio de Ciencia e Innovación. Código: PLE2009-0023 (2009-2012). IP: Enrique Calleja Pardo.

''Smart Nanostructured Semiconductors for Energy-Saving Light Solutions (SMASH)''. Entidad: UE. Código: Nº 228999, FP7-NMP-2008-LARGE-2 (2009-2012). IP: Enrique Calleja Pardo.

''High quality Material and intrinsic Properties of InN and indium rich Nitride Alloys (The Rainbow ITN)''. Entidad: UE. Código: 213238- PITN-GA-2008-213238 (2008-2012). IP: Miguel Ángel Sánchez.

''III-Nitrides alloys and plasmonic effects for high efficiency Solar Cells fabricated by MBE on Silicon and GaN substrates''. Entidad: Ministerio de Ciencia e Innovación. Código: MAT2011-26703. 2012-2014. IP: Miguel Ángel Sánchez-García.

''Nanodispositivos eficientes de luz clásica y cuántica (Q&CLight)''. Entidad: Comunidad de Madrid. Código: CAM P2009/ESP-1503 (2010-2013). IP: Enrique Calleja Pardo.

''High frequency Resonators on AlN/Diamond structures, ReADi''. Entidad: Ministerio de Ciencia e Innovación. Código: TEC2010-19511 (2010-2013). IP: Fernando Calle Gómez.

“III-V nanowires for third generation solar cells”, ERA.Net RUS. Entidad: UE, Pilot Joint Call for Collaborative S&T Projects. Solicitado el 31 de Mayo de 2011. IP: Enrique Calleja Pardo.

“3D GaN for High Efficiency Solid State Lighting (GECCO)”. Entidad: UE. Código: Nº 280694-2. FP7-NMP-2011-SMALL-5, NMP-2011-2.2-3 Materials for Solid State Lighting. 2012-2014. IP: Enrique Calleja Pardo.