Estudio del mecanismo detrás del aumento de la fotoluminiscencia en el UV de nanohilos "core-shell" de ZnO-MgO

N.C. VEGA; G. GRINBLAT; O. MARÍN; M. TIRADO; D. COMEDI

Encuentro; XVI Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados; 2016

La fotoluminiscencia (FL) de nanohilos core-shell de ZnO/MgO es un tema muy estudiado en la actualidad debido a sus importantes implicancias en la fabricación de dispositivos optoeléctricos emisores en el UV. En este trabajo se estudia la FL en nanohilos core-shell de ZnO/MgO para diferentes espesores del shell de MgO (w). Se encuentra que la emisión excitónica o banda a banda del ZnO (UV) crece en intensidad gradualmente, hasta cuatro órdenes de magnitud, con el incremento de w, mientras que ocurre lo contrario para la emisión en el visible, relacionada con los defectos en la superficie del ZnO. Estas tendencias tienden a una saturación para w > 17 nm. El fenómeno se analiza a través de simulaciones numéricas del doblamiento de bandas de energía del ZnO y el agotamiento de la carga dentro del core de ZnO debido a la captura de electrones en la interfaz con la atmósfera. Los resultados indican que, así como sucede con el ZnO expuesto al oxígeno, en la superficie del shell de MgO también pueden existir estados trampas que capturan electrones del ZnO core. Esta captura es mayor cuando w es pequeño y se reduce a medida que w crece, reduciendo entonces el band bending del ZnO, hasta llegar a un estado flat, donde la recombinación banda a banda (emisión en el UV) pasa a dominar.