Efecto de la Temperatura de Recocido en las Propiedades Estructurales y Ópticas de las Películas Delgadas de ZnO Dopado con Cobalto
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Date
2018
Authors
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Publisher
Universidad Nacional de Trujillo
Abstract
Se ha logrado sintetizar películas delgadas de ZnO puro y dopadas con 3% de Co a_x000D_
través del método sol-gel y la técnica de recubrimiento por rotación sobre sustratos de_x000D_
vidrio. Se ha estudiado el efecto de la temperatura de recocido (350, 400, 450 y 500 °C)_x000D_
en las propiedades estructurales y ópticas de las películas delgadas. Los análisis de_x000D_
difracción de rayos X evidencian la formación del ZnO con estructura wurtzita, no_x000D_
detectándose fases secundarias basadas en cobalto. Las medias de espectroscopia micro_x000D_
Raman muestran dos bandas en 99 cm-1 y 439 cm-1 corroborando los resultados de rayos_x000D_
X, es decir la formación de ZnO con estructura wurtzita y la incorporación del Co en_x000D_
dicha estructura. Mediante espectroscopia Uv-vis se observó que las películas de ZnO_x000D_
pura como dopadas absorben fuertemente en la región UV, evidenciando su naturaleza_x000D_
exitonica, con valores de energía del excitón por encima de su contraparte en masivo. El_x000D_
ancho de banda prohibida disminuye a razón que aumenta la temperatura para el ZnO_x000D_
puro y dopado. Los espectros de transmitancia ZnO tanto puro como dopado presentan_x000D_
una transmitancia mayor al 80% en la región visible, adicionalmente se observan tres_x000D_
bandas características, las cuales confirman la incorporación del ion Co2+ en la_x000D_
estructura del ZnO
Description
Using the sol-gel method and spin-coating technique, pure and doped with 3% Co_x000D_
ZnO thin films on glass substrates have been grown. The effect of annealing_x000D_
temperature (350, 400, 450 and 500 °C) on the structural and optical properties of_x000D_
thin films has been studied. X-ray diffraction analysis evidences the formation of_x000D_
ZnO with wurtzite structure and secondary phases were not detected. Micro_x000D_
Raman spectra show two bands in 99 cm-1 and 439 cm-1, which confirms the_x000D_
results of X-rays, on the formation of ZnO with wurtzite structure and the_x000D_
incorporation of Co2+ ions in ZnO host lattice, without secondary phases. Using UVvis_x000D_
spectroscopy it was observed that pure ZnO films as doped absorb strongly in_x000D_
the UV region, evidencing their exitonic nature, with exciton energy larger than_x000D_
their bulk form. The energy band gap decreases as the temperature increases for_x000D_
both pure and doped ZnO. The spectra of both pure and doped ZnO transmittance_x000D_
have a transmittance higher than 80% in the visible region. Additionally three_x000D_
characteristic bands were observed, which confirms the incorporation of the Co2+_x000D_
ion in the structure of the ZnO
Keywords
ZnO, Dopaje, Películas delgadas