Fotoluminiscencia de nanoestructuras de ZnO en diferentes Morfologías

PEREYRA, C; BERRUET, M; VÁZQUEZ, M; MHLONGO, G; DHLAMINI, M; GÓMEZ, H; CANTILLANA, S; RIVEROS, G; FAVRE, S; ARIOSA, D; ELHORDOY, F; DALCHIELE, E; MAROTTI, RICARDO

Piriápolis

Otro; XIII Reunión Sociedad Uruguaya de Física; 2012

Facultad de Ciencias- Facultad de Ingeniería- UdelaR

El ZnO es un óxido semiconductor transparente con una energía de bandgap en el ultravioleta (aprox. 3.37 eV). Además posee varias bandas de luminiscencia en el visible. Estas propiedades lo vuelven un buen candidato para aplicaciones en optoelectrónica y dispositivos de emisión de luz. Por otro lado, el origen de dichas bandas se debe a estados de defectos pero la identificación de los mismos es muy controversial. Por esta razón, su estudio es de gran importancia tanto desde el punto de vista fundamental como para el uso de este material en otras aplicaciones, p. ej. celdas solares fotovoltaicas. En este trabajo se estudia la fotoluminiscencia de ZnO en diferentes morfologías: películas epitaxiales, nanohilos y puntos cuánticos. Esta se midió utilizando LEDs ultravioletas (UVTOP295-BL-TO39) de diferente longitud de onda como fuente de excitación óptica. Se interpretan los resultados de acuerdo a los niveles energéticos mas comúnmente asociados a defectos intrínsecos. Para Nanohilos de ZnO preparados electroquímicamente la emisión se origina en la superposición de transiciones ópticas desde la banda de conducción a niveles de impurezas de vacancias de Oxigeno (VO). Para el caso de películas epitaxiales de ZnO sobre GaN, la luminiscencia ocurre por dos transiciones ópticas diferentes. Para una muestra sin tensionar el espectro se debe a transiciones ópticas entre defectos de Zn intersticial (Zni) y Oxigeno intersticial (Oi). Para la muestra tensionada se deben a transiciones entre la banda de conducción y VO o entre estados de defectos de Zni y VO. Para los puntos cuánticos de ZnO preparados por sol-gel se observa que la luminiscencia presenta 3 bandas de emisión. Las dos antes mencionadas y una más debida a transiciones entre Zni y VZn mostrándose en particular una diferencia en los espectros debido a diferencias en la preparación que generan diferencias en los estados de defectos.