Con el substrato de InP(001), los experimentos para medir los cambios de tensión entre las distintas reconstrucciones superficiales se realizaron a una tempera- tura de substrato de 420º C y un flujo de fósforo de BEP(P2) = 1.8 · 10
-5
mbar. La secuencia de apertura y cierre de las células fue similar a la utilizada durante los ex- perimentos sobre InAs(001), pero manteniendo las células cerradas tiempos diferen- tes. Aquí los resultados de RD se comparan a los de las referencias 6 y 8, que mues- tran espectros como el de la figura 4.6. En esta figura se muestra la comparación de la señal de RD entre las reconstrucciones (2x1), β2(2x4) y α(2x4). Cuando la super- ficie presenta la reconstrucción σ(2x4) o DM(2x4) la señal de RD que se mide en 1.96 eV está por debajo de la α(2x4).6 La figura 4.7 muestra los resultados de tensión superficial a lo largo de las dos direcciones principales junto a la señal de RD, de la misma forma que para el caso de InAs(001). La secuencia de la apertura y cierre de las células se indica con las barras entre las gráficas, en negro la apertura del indio y en gris la apertura del fósforo. La célula de fósforo está abierta durante el intervalo 3- 20 segundos, la célula de indio se abre entre los 30-55 segundos, y finalmente se
Figura 4.6 Espectros de RDS de la superficie (001) del InP para diferente recons- trucciones superficiales obtenidas variando la temperatura con un flujo de fósforo constante de 3.5 · 10-6 mbar. Las temperaturas correspondientes a cada reconstruc- ción son: α(2x4)-530 ºC, β(2x4)-490 ºC, (2x1)-430ºC, (2x2)-380 ºC, c(4x4)-350 ºC. Figura tomada de la referencia 8.
vuelve a abrir el fósforo en el segundo 60. La velocidad de crecimiento del indio fue la misma que en los experimentos de In- As, 0.1 MC/s.
Como en el caso de la superficie de InAs, se observan con RHEED y RD los cambios de reconstrucción superficial, y se compara la señal de RD con los datos de RDS de las referencias 6 y 8. Para el
caso de la superficie de InP no es posible distinguir entre la reconstrucciones (2x1) y
β2(2x4) con la señal de RD en 1.96 eV, ya que es idéntica. Afortunadamente, estas reconstrucciones sí son claramente distinguibles a partir del diagrama de difracción RHEED. Así, se observa que la reconstrucción (2x1) aparece cuando la célula de fósforo se abre y la reconstrucción β2(2x4) sólo existe durante un rápido transitorio relacionado con el tiempo de apertura y cierre de ésta célula. La señal de RD muestra una ligera disminución al final del experimento. Esto se debe a la formación de algu- nos dominios de la superficie con la reconstrucción (2x2) aunque no se extienden lo suficiente para ser observados con el RHEED. Cuando la célula de indio se abre, la superficie presentará el mínimo recubrimiento de fósforo posible y la señal de RD cae a un mínimo,6 lo cual significa que aparece la reconstrucción DM(2x4). Se pue- den asignar los niveles de las reconstrucciones α(2x4) y σ(2x4) interpolando entre los correspondientes a las reconstrucciones (2x1) y DM(2x4) de acuerdo a los expe- rimentos previamente publicados.6,8 Los niveles de señal de RD asociados a las re- construcciones superficiales (2x1), β2(2x4), α(2x4), σ(2x4) y DM(2x4) del InP(001) se indican con líneas horizontales (guión-punto) con su correspondiente etiqueta en la figura 4.7.
Para evaluar las variaciones de la tensión superficial asociadas a los cambios de reconstrucción superficial, se considerarán únicamente los estados en los cuales la superficie presenta una sola reconstrucción. En particular, en esta serie de experi- mentos la superficie de InP muestra la reconstrucción (2x1) en el intervalo de tiempo 5-20 s y desde t = 62 s hasta el final, y la reconstrucción DM(2x4) en el intervalo de tiempo 32-60 s.
Una vez establecidos los intervalos de existencia de las diferentes reconstruc- ciones superficiales se pueden cuantificar los cambios de tensión superficial. Sin embargo en este caso, las medidas de tensión superficial a lo largo de la dirección [110] no muestran ningún cambio que siga la secuencia de la apertura y cierre de las células. Este resultado es debido a la inexistencia de reconstrucciones superficiales que tenga dímeros a lo largo de esta dirección (ver figura 4.2): la superficie (001) del InP no muestra ninguna reconstrucción equivalente a la rica en indio (4x2) o γ(2x4) como presenta el InAs(001). Así, en este caso, sólo se puede obtener información de las medidas a lo largo de la dirección [1-10]. Además, no es posible definir el cero para las medidas de tensión superficial en una reconstrucción sin dímeros a lo largo de la dirección [1-10]. A pesar de ello, se define el cero en la reconstrucción corres-
Tabla 4.2 Valores de la diferencia de tensión superficial (∆τS) entre diferen- tes reconstrucciones superficiales del InP (001).
∆τS (Nm-1) [110] [110] DM(2x4) à (2x1) 0.0 0.7
pondiente con menor número de dímeros en esta dirección llamada dímero mixto DM(2x4), que muestra un estado bien definido en las medidas de la señal de RD. Los niveles de tensión superficial medidos a lo largo de las dirección [1-10] correspon- dientes a las diferentes reconstrucciones se indican con líneas horizontales (guión-
[110]
[1-10]
Figura 4.7 Medidas de tensión superficial (τS) a lo largo de las direcciones [110] y [1-10] y señal de RD en 1.96 eV del InP(001). La barra indica la célula abierta en cada momento, en negro el indio y gris el fósforo.
punto) en la figura 4.7.
Se puede obtener directamente de los resultados mostrados en la figura 4.7 que el cambio de tensión superficial entre las reconstrucciones (2x1) y la DM(2x4) es de -0.7 Nm-1 a lo largo de la dirección [1-10]. Los cambios de tensión superficial para el InP(001) se listan en la tabla 4.2.