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

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 E en 0.12 eV y desplazan el pico del excitón λexc 11 nm hacia mayores energías, g evidenciando un régimen de confinamiento cuántico débil. Los parámetros de red de los cristales son independientes 16 18 3 de las variables en estudio. El 7 % molar de cobalto aumenta el número de portadores de carga de 10 a 10 e-/cm , mientras la movilidad la disminuye de 26x10 a 5x10 cm /V.s y aumenta en 5 órdenes de magnitud en función de la temperatura de recocido.