Control sinérgico de la emisión y las propiedades ferroeléctricas de películas delgadas de AlScN dopadas con Er3+

LI Dan ,  

LIU Mingrui ,  

WANG Shuai ,  

JIA Yuping ,  

ZANG Hang ,  

SUN Rui ,  

ZHANG Shanli ,  

SUN Xiaojuan ,  

LI Dabing ,  

摘要

Los iones de tierras raras poseen niveles de emisión ricos, y al doparlos como centros de emisión en materiales ferroeléctricos, se puede lograr un control dinámico de la longitud de onda y la intensidad de la emisión de los iones de tierras raras mediante la polarización ferroeléctrica, lo que mejorará significativamente el rendimiento de los dispositivos optoelectrónicos semiconductores. AlScN, gracias a su alta polarización remanente, su amplia banda prohibida y su alta compatibilidad con la tecnología CMOS, ofrece nuevas oportunidades para construir nuevos dispositivos emisores multifuncionales con control ferroeléctrico. Este artículo estudia el efecto del dopaje de Er3+ en la emisión y las propiedades ferroeléctricas de las películas delgadas de AlScN. El aumento de la concentración de dopaje incrementa el número de centros emisores, mostrando un aumento de la intensidad del pico de emisión de Er3+ en el rango de concentración del 3,6 % al 9,4 %, pero una concentración superior al 10 % causa un efecto de apagamiento que reduce la emisión. El dopaje de Er3+ provoca una ligera degradación del rendimiento de AlScN, pero a una concentración del 9,4 % aún se puede mantener una polarización remanente superior a 80 μC/cm2, mostrando características coexistentes de emisión y fuerte ferrolectricidad, sentando las bases para diseñar nuevos dispositivos emisores multifuncionales y altamente integrados con este material ferroeléctrico.

关键词

AlScN;Er3+;fotoluminiscencia;ferrolectricidad fuerte

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