Propiedades Ópticas y Morfológicas de nanohilos de ZnO: Influencia de la Temperatura del Tratamiento Térmico

ZELAYA, PRISCILA; VEGA, NADIA; COMEDI, DAVID; TIRADO, MONICA

TUCUMAN

Congreso; XXI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2019

Asociación de Físicoquímica Argentina y Universidad Nacional de Tucumán

Introducción: El ZnO es un semiconductor de banda ancha directa (~3,3eV), con alta energía de ligación excitónica (60meV) y una gran facilidad para su nanoestructuración, lo que le confiere propiedades prometedoras para su aplicación en optoelectrónica, celdas solares y biosensores. La obtención de micro y nanoestructuras mediante la síntesis hidrotérmica está en auge debido a su gran control, rendimiento, sencilla manipulación y baja contaminación ambiental.Resultados: Se obtuvieron nanohilos (NHs) de ZnO sobre sustratos de Si conductores mediante síntesis hidrotérmica. Se realizaron medidas de espectroscopía de fotoluminiscencia (FL) a temperatura ambiente en NHs de ZnO sin tratamiento térmico (TT) y en NHs de ZnO con TT (tratamiento realizado en un horno a presión ambiente y en atmósfera ambiente) a diferentes temperaturas. El estudio morfológico de las nanoestructuras se realizó mediante microscopia electrónica de barrido.Temperatura Tratamiento Térmico(TT ºC)Emisión en el Visible (eV)Emisiónen el UV(eV)Diámetro promedio(nm)Sin TT1.842.082.24--3.242292501.832.062.25--3.243284501.832.032.052.202.233.253326501.831.882.002.082.223.25603Conclusiones: Mediante un proceso de deconvolución, se determinaron las componentes de las bandas de emisión obtenidas en los espectros de FL, las cuales podrían estar asociadas a diferentes tipos de defectos en las nanoestructuras: Emisión ~ 1.8 eV: probablemente originada por defectos relacionados con el exceso de oxígeno, posiblemente debido a complejos de zinc vacantes. Emisión ~ 2 eV: se deben a la presencia de Zn(OH)2 o grupos OH que surgen del método de síntesis por vía húmeda, en lugar del oxígeno intersticial (comúnmente asumido para crecimientos desde el vapor).Emisión ~ 2.2 eV: quizás se originó a partir de defectos en la superficie.Emisión Ultravioleta: se asocia a transiciones excitónicas del ZnO bulk.Paralelamente al incremento de la temperatura del TT se produjo un aumento en los diámetros de los NHs pudiendo deberse a procesos de relajación de tensiones en las estructuras y de reordenamiento de los átomos.Referencias1)L. E. Greene, M. Law, D. H. Tan, M. Montano, J. Goldberger, G.Somorjai, P. Yang, Nano Lett. 2005, 5, 1231.2)L. Schmidt-Mende, J. L. MacManus-Driscoll, Materials Today, 2007, 10, 5.