Síntesis combinatoria de semiconductores de nitruro de estaño de magnesio

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química del estado sólido
• Química inorgánica

Sus antecedentes:

• Los nitritos ternales ofrecen estructuras y propiedades cristalinas únicas debido a la fuerte unión química.
• Muchos espacios químicos de nitruro ternario están inexplorados, lo que presenta oportunidades para el descubrimiento de nuevos materiales.
• El nitruro de estaño de magnesio (MgSnN) es un compuesto emergente II-IV-N con aplicaciones optoelectrónicas potenciales.

Objetivo del estudio:

• Para estudiar exhaustivamente la composición de fase, la estructura cristalina y las propiedades optoelectrónicas de MgSnN₂.
• Investigar la formación y la estabilidad de diferentes fases cristalinas de MgSnN₂.
• Explorar el potencial de MgSnN para aplicaciones de dispositivos optoelectrónicos.

Principales métodos:

• El cosputtering combinatorio se utilizó para sintetizar MgSnN₂ a través de varias composiciones y temperaturas.
• Se empleó la búsqueda de estructura computacional para determinar la estabilidad de fase.
• Se utilizó ellipsometría espectroscópica para examinar las propiedades optoelectrónicas.
• Se realizó un crecimiento epitaxial en nitruro de galio (GaN) para explorar el control polimórfico.

Principales resultados:

• Se sintetizaron tanto las fases de tipo wurtzite ordenadas por cationes como las de tipo rocksalt MgSnN₂.
• Se encontró que la fase de tipo sal rocosa era metastable en comparación con el estado básico de tipo wurtzita.
• Se observaron inicios de absorción óptica alrededor de 2 eV, lo que indica brechas de banda sintonizables a través del trastorno catiónico.
• Se logró el crecimiento epitaxial de la mezcla de wurtzita y sal de roca MgSnN₂ en GaN.

Conclusiones:

• Este estudio proporciona una comprensión completa de la formación y las propiedades de la fase MgSnN₂.
• MgSnN₂ exhibe propiedades optoelectrónicas sintonizables basadas en su estructura cristalina (polimorfismo).
• Los hallazgos establecen MgSnN₂ como un nitruro ternario modelo para futuras investigaciones y posibles aplicaciones de dispositivos.