Aportes en la obtención y estudio de películas delgadas de ZnO para su uso perspectivo en la optoelectrónica y la fotovoltaica

Augusto Andrés Iribarren Alfonso, Román Ernesto Castro Rodríguez, Enrique Adrian Martín Tovar, Enrique Chan y Díaz, Luis Germán Daza Casiano

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Resumen

Introducción. En el presente trabajo se agrupan resultados logrados en la obtención y caracterización de películas delgadas de ZnO dopadas y sin dopar y con cambios morfológicos a partir de los cuales se logran modificaciones químicas y de las propiedades ópticas, además de que se dilucidan comportamientos de la resistividad en películas de ZnO, con el objetivo de controlar de manera conveniente y reproducible propiedades útiles en su aplicación. Métodos. Películas de ZnO:Cd,Te y ZnO:N se obtuvieron por las técnicas de depósito por láser pulsado (PLD) con blanco inorgánico de ZnO+CdTe e híbrido de poli(etil 2-cianoacrilato)+ZnO respectivamente. Las películas de ZnO:Al fueron obtenidas combinando con la técnica de sustrato inclinado (OAD). Resultados y discusión. Las películas de ZnO: Cd, Te y ZnO: N poseen alta resistividad por pasivación de los defectos por incorporación de Cd, Te y N a la red del ZnO y, consecuentemente, la formación de compuestos de ZnO del tipo CdxZn1-xO1-yTey y ZnxOyNz. Las películas de ZnO:Al se obtuvieron con morfología nanocolumnar usando la técnica de rf-sputtering combinada con la de sustrato inclinado (OAD). Esto permitió hacer ingeniería de dispersión óptica para modificar el índice de refracción efectivo en hasta 20 % y el gap de energía en hasta 3 %, además de variar la resistividad. Se dilucidó la causa del comportamiento contradictorio de las propiedades eléctricas en películas ZnO crecidas por PLD con diferentes presiones parciales de oxígeno que se vinculó a la influencia significativa de configuraciones intersticiales de oxígeno y Zn intersticial y tensiones residuales que son relevantes en el comportamiento de la resistividad en películas delgadas crecidas por técnicas de alta energía.

Palabras clave

películas de ZnO; impurificación de ZnO; depósito con inclinación del sustrato (OAD); películas con morfología nanocolumnar


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