Fotoconductividad de microhilos de ZnO tratados termicamente

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

San Miguel de Tucuman

Congreso; 101 Reunión Nacional de Física la Asociación de Física Argentina; 2016

El ´oxido de Zinc (ZnO) es un semiconductor de banda prohibida o gap ancho (3,34eV), considerado comoun material promisorio para aplicaciones en espintr´onica, biomedicina y en especial optoelectr´onica. El objetivogeneral de esta tesis fue el estudio de la influencia de los defectos intr´ınsecos y extr´ınsecos en las propiedadesfotoconductoras del ZnO. Bajo la hipotesis de que podemos modificar la concentraci´on de portadores intr´ınsecosmediante tratamientos t´ermicos (TT) en atm´osferas reductoras se estudi´o la respuesta el´ectrica, fotoconductora(PC) y de fotoluminiscencia (PL).Se fabricaron microhilos puros de ZnO por el proceso carbot´ermico directo y se realizaron TT posteriores enatm´osferas reductoras controladas. Tambi´en se realizaron tratamientos difusivos de hidrogenaci´on en los cualesse control´o la presi´on y temperatura. Se caracterizaron los microhilos obtenidos por microscop´ıa ´optica y SEM.Adem´as se caracterizaron los mismos por espectroscop´ıa Raman pudi´endose identificar todos los picos presentescon alg´un modo vibracional del ZnO tipo Wurzita. En los microhilos con TT se observa una disminuci´on en laintensidad de los picos E2(High) y A1(TO) correspondientes a la red de ox´ıgenos.A partir de la fotoluminiscencia de las muestras se observa que el pico en la zona del verde correspondientea los defectos aumenta gradualmente con respecto al pico UV del gap del ZnO para mayores tiempos de TTreductores.Se estudi´o la respuesta fotoconductora con diferentes longitudes de onda, de esta forma podemos determinarla longitud de onda correspondiente a la energ´ıa del gap del material para distintas muestras que en promedio esde (3, 33 ± 0, 02)eV .A partir de mediciones de resistencia en funci´on del tiempo al exponer a las muestras a radiaci´on de 370nmse extrajo informaci´on sobre los tiempos caracter´ısticos en los mecanismos de transporte del material.Entre los objetivos especıficos nos propusimos estudiar la relacion entre la resistividad de oscuro de los microhilos,con su respuesta fotoconductora. Se constataron diferencias en el comportamiento fotoconductor entre losmicrohilos de ZnO puros y los que tenIan tratamientos termicos. Se desarrollo un modelo cualitativo para explicarestos comportamientos.Por ultimo, se midio la resistencia como funcion de la temperatura y se ajustaron los resultados con modelosadecuados de conduccion electrica en semiconductores. A partir de ellas se pudo determinar la densidad de defectosen los microhilos, siendo mayor en las muestras tratadas que sin tratamientos.