Diseño y construcción de sistema para medición de poder termoeléctrico de microhilos de ZnO

D. J. ZAMORA; G. BRIDOUX; M. VILLAFUERTE

Congreso; XXIII Jornadas de Jovenes Investigadores - Grupo Montevideo; 2015

El ZnO es considerado como un material promisorio para aplicaciones en espintrónica, biomedicina y en especial optoelectrónica [1], para lo cual es clave contar con ZnO tipo p y junturas p-n de alta calidad. El estudio de los sistemas en baja dimensionalidad permite amplificar los efectos superficiales en las propiedades físicas de los mismos. Debido a que se estima que la mayor parte de los defectos se segregan hacia la superficie, donde se producirían los nuevos efectos [2,3]. El ZnO puro crece generalmente con carácter tipo n debido a la presencia de centros donores nativos que usualmente se identifican con intersticiales de Zn, vacancias de oxígeno y también por la presencia de hidrógeno intersticial en estado donor, H+ [4-6]. En particular, ha despertado considerable interés el dopado o codopado con hidrógeno debido a que se ha demostrado que induce ferromagnetismo en el ZnO [2,7]. El estudio de microhilos de ZnO ha probado ser una alternativa viable para estudiar el sistema, sin la alta complejidad requerida para estudiar las nanoestructuras. Sin embargo, el estudio de transporte de los microhilos presenta el problema que no es posible la medición del efecto Hall por su geometría, es así que, una alternativa para la medición del tipo y de densidad de portadores es el poder termoeléctrico. Este puede ser medido aplicando un gradiente de temperatura al microhilo y midiendo la caída de tensión eléctrica a lo largo de éste. En virtud de la definición de poder termoeléctrico tendremos: 𝑆=−∆𝑉/∆𝑇. Por lo que el signo del coeficiente Seebeck (S) determina el tipo de portadores del material, que serán electrones si S0. A su vez la medición del poder termoeléctrico a distintas temperaturas nos dará información de la densidad de los portadores, a través de la relación de Mott [8]: 𝑆(𝑇)=−(𝜋^2 𝑘^2 𝑚^∗)/((3𝜋^2 )^(2/3) ℏ^2 |𝑒| ).𝑇/𝑛^(2/3)