Síntesis y caracterización de capas compactas de ZnO electrodepositadas sobre ITO

VAZQUEZ, CECILIA IRENE; ROVASIO, VALENTINA; BARUZZI, ANA MARÍA; IGLESIAS, RODRIGO ALEJANDRO

La Plata, Buenos Aires, Argentina

Congreso; XXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica Virtual; 2021

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Introducción: Existe un gran interés en el desarrollo y optimización de materiales semiconductores para su aplicación en la fabricación dispositivos optoelectrónicos, tales como celdas solares, diodos emisores de luz, fotodetectores, etc. En particular, el ZnO es un material muy interesante, ya que es un semiconductor directo tipo-n natural (posee un band-gap de 3,37eV) y es biológicamente compatible, por lo que su uso no genera residuos altamente tóxicos para el medio ambiente.El objetivo de este trabajo es el estudio y la caracterización de capas compactas de ZnO electrodepositadas bajo diferentes condiciones experimentales.Resultados: Se realizó la electrodeposición galvanostática de ZnO sobre ITO mediante diferentes programas de pulsos múltiples de corriente a partir de soluciones de Zn(NO3)2 0,1M a 70ºC. Se caracterizó el sistema mediante microscopía electrónica de barrido, a partir de la cual se determinó que la morfología del ZnO cambia dependiendo el tiempo y la densidad de corriente de deposición utilizada. Mediante difracción de rayos X, se pudo determinar que las capas son de ZnO tipo wurtzita. Además, a partir de los espectros de absorbancia UV-Vis, se calculó el band-gap óptico del semiconductor (correspondiente al ZnO masivo) y con la metodología de Swanepoel [1], fue posible estimar el espesor de las capas compactas más gruesas (entre 300 nm y 1,7 μm), junto con su índice de refracción. Mediante mediciones espectroelectroquímicas (cambio en el espectro de absorbancia del ZnO a diferentes potenciales catódicos) y a partir del modelo de Burstein-Moss fue posible calcular el número de transportadores de carga inyectados en el semiconductor, el cual se incrementa al aumentar el sobrepotencial negativo aplicado.Conclusiones: A partir de técnicas electroquímicas, fue posible depositar exitosamente capas compactas de ZnO de diferente espesor sobre ITO. Éstas son cristalinas y, dependiendo de las condiciones de síntesis, ópticamente transparentes en la región visible del espectro electromagnético. Éstas características son importantes a la hora de optimizar las condiciones de diseño de un dispositivo optoelectrónico determinado.Referencias1) Swanepoel, R., J. Phps. E: Sci. Instrum., 1983, 16, 1214-1223.