Preparación de capas finas, nanoestructuradas y policristalinas de ZnO para aplicación en dispositivos optoelectrónicos

J.CEMBRERO; L.C.DAMONTE; V.DONDERIS; M.GONZÁLEZ; M.A.HERNÁNDEZ; B.MARI; M.MOLLAR; A.SEGURA

Orense, España

Conferencia; Real Sociedad Española de Física; 2005

El compuesto semiconductor ZnO constituye uno de los materiales más estudiados en los últimos años dado sus potenciales aplicaciones en el campo de la optoelectrónica tales como dispositivos emisores y receptores en la zona del ultravioleta (UV). En la actualidad estamos investigando compuestos de ZnO preparados mediante deposición por laser pulsado (PLD) y electrodeposición (ED). El objetivo es investigar los métodos de crecimiento de los materiales y los tratamientos  posteriores con vistas a mejorar las características que influyen en el posterior funcionamiento de los dispositivos optoelectrónicos. Con esta finalidad, los compuestos depositados mediante los dos métodos, en forma de capas finas mediante PLD y nanoestructuradas mediante ED fueron sometidos posteriormente a tratamientos de recocido témico en atmósferas oxidantes o reductoras (aire o N2H2).  El análisis de los espectros ópticos de fotoluminiscencia (FL) y absorción óptica (AO) analizados en cada una de las etapas de recocido permiten alcanzar dos objetivos: por una parte una comprensión de la naturaleza de los defectos que se encuentran en los materiales y por otra una identificación del tipo de proceso (después de haber sido depositadas) que es requerido para mejorar las características optoelectrónicas que se requieren del material, según sea el tipo de aplicación a la que irá destinado. En el caso de las capas depositadas por PLD, se utilizaron diferentes tipos de substrato: sobre zafiro en su plano c, mica natural y fluorita; y las capas nanoestructuradas depositadas mediante electrodeposición se utilizaron substratos de vidrio conductor. El análisis de las propiedades de cristalinidad y naturaleza de defectos está muy bien representando en los espectros de FL, donde mediante las dos principales bandas de emisión (centradas en 364 nm y 500nm) podemos observar la evolución de estas propiedades Los defectos puntuales intrínsecos y/o inducidos en las diversas etapas tecnológicas pueden modificar las propiedades del material. Con el objetivo de profundizar en la comprensión de la naturaleza de los centros activos que gobiernan las características eléctricas y ópticas de estos materiales hemos investigado monocristales de ZnO. Para simular los defectos que se introducen durante la etapa tecnológica de preparación de dispositivos, generamos defectos mediante irradiación con electrones  de monocristales de ZnO. La irradiación con electrones de alta energía produce el desplazamiento de los átomos (Zn y O) de sus sitios de red. Mediante PAS y PL se estudiará el efecto producido por diferentes dosis de radiación, caracterizando el tipo y carga de los defectos inducidos, así como la característica cristalina del material.