Propiedades ópticas, estructurales, y eléctricas de películas delgadas de ZnO - Co preparadas por el método sol – gel

Alex DIAZ DIAZ

Resumen


Películas delgadas de ZnO de 90 nm de espesor se doparon con cobalto a través del método sol-gel, siendo depositadas por spinning sobre sustratos de vidrio borosilicato de 1 cm x 1 cm, evaluando el efecto del porcentaje molar (1 a 7 %) de dopante y la temperatura de recocido (400 a 600 °C) sobre las propiedades eléctricas y la relación de estas con la estructura cristalina y las propiedades ópticas. Las mediciones de difracción de rayos X y la intensidad de las bandas de absorción UV-VIS evidencian que con el método utilizado las películas delgadas de ZnO presentan fase wurtzita con estructura hexagonal sin presencia de fases secundarias. La cristalinidad de las nanoestructuras mejora a medida que aumenta la temperatura de recocido independiente del contenido de dopante; en cualquier dirección el aumento del % de cobalto disminuye el tamaño del cristal (en 5 nm); mientras la temperatura de recocido lo hace aumentar de 11 nm a 26 nm. El dopaje a 1 % de Cobalto y 600 °C en la temperatura de recocido aumentan el ancho de banda prohibida Eg en 0.12 eV y desplazan el pico del excitón λexc 11 nm hacia mayores energías, evidenciando un régimen de confinamiento cuántico débil. Los parámetros de red de los cristales son independientes de las variables en estudio. El 7 % molar de cobalto aumenta el número de portadores de carga de 1016 a 1018 e-/cm3, mientras la movilidad la disminuye de 26x103 a 5x103 cm2/V.s y aumenta en 5 órdenes de magnitud en función de la temperatura de recocido.

 Palabras claves: método sol-gel, portadores de carga, movilidad, nanoestructuras.


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