Recubrimientos cerámicos de ZnO fabricados por sol-gel para optoelectrónica

A. APAOLAZA; R. PARRA; D. RICHARD; G. SUAREZ; M. R. TEJERINA

Rosario

Jornada; Cuartas Jornadas Nacionales de Investigación Cerámica; 2019

ATAC

El óxido de zinc (ZnO) es un semiconductor que ha cobrado gran importancia en el ámbito científico-tecnológico e industrial debido a su transparencia, alta movilidad de electrones, amplio bandgap y alta luminiscencia a temperatura ambiente, entre otras cualidades. Por esto, los recubrimientos de ZnO pueden ser aprovechados para la manufacturación de componentes optoelectrónicos, revestimientos o sensores [1-3]. En particular, para conformar dispositivos de guiado de luz son deseables espesores de más de 500 nm y una alta transparencia que en general se asocia a una baja porosidad [4,5]. Apuntando a estas características, en el presente trabajo se reporta un estudio preliminar sobre la fabricación de estos recubrimientos por nebulización pirolítica (sol−gel spray-pyrolysis). Los mismos fueron caracterizados utilizando principalmente las técnicas de transmitancia UV-Vis, difracción de rayos X, espectroscopia de dispersión de rayos X y microscopía electrónica de barrido. Después de depositar diferentes cantidades de solución sobre un mismo sustrato, se obtuvieron recubrimientos homogéneos con un espesor máximo cercano a 2 μm y con una orientación cristalográfica típica [5]. Si bien debido a su porosidad la transmitancia resultó entre 0.4 y 0.7 para un rango espectral entre 400-600 nm, para longitudes de onda mayores a 800 nm se obtuvo una alta transmitancia (de entre 0.8 y 0.9). Este resultado proyecta su utilización como guía de onda de buena performance para el rango espectral ubicado en el infrarrojo cercano. Adicionalmente se modeló este material mediante cálculos de primeros principios proyectando un futuro abordaje de estos recubrimientos dopados con tierras raras de particular interés en optoelectrónica. [1] L. Znaidi, Mater.Sci. Eng. B-Adv,174(1?3), 18(2010).[2]S. Marouf, A. Beniaiche, H. Guessas, and A. Azizi, Mat. Res.,20(1),88 (2016).