Determinación de la Energía de Banda de las Películas Delgadas de SnO y ZnO con Diferentes Calidades Cristalinas y Niveles de Dopaje
Autores: Guillén, Cecilia
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Determinación de la Energía de Banda de las Películas Delgadas de SnO y ZnO con Diferentes Calidades Cristalinas y Niveles de Dopaje
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales electrónicos, ópticos y magnéticos
Palabras clave
Estructurales
ópticos
Eléctricos
Películas delgadas
Energía de banda prohibida
Semiconductor
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Esta investigación se centra en las propiedades estructurales, ópticas y eléctricas de las películas delgadas de SnO y ZnO, que se utilizan cada vez más en muchos dispositivos electrónicos, incluidos sensores de gas, diodos emisores de luz y celdas solares. Para las diversas aplicaciones, es esencial determinar con precisión la energía de la banda prohibida, ya que controla el comportamiento óptico y eléctrico del material. Sin embargo, no existe un único método para su determinación; más bien, diferentes aproximaciones dependen de la calidad cristalina y del nivel de dopaje, ya que estos modifican la estructura de bandas de energía del semiconductor. Con el objetivo de analizar los diversos enfoques, se prepararon películas de SnO y ZnO mediante pulverización sobre sustratos de vidrio no calentados y posteriormente se sometieron a un tratamiento térmico en N a varias temperaturas entre 250 grados C y 450 grados C. Estas muestras mostraron diferentes tamaños de cristalitos, coeficientes de absorción y concentraciones de portadores libres dependiendo del material y de la temperatura de recocido. El análisis de los resultados muestra que la expresión desarrollada para materiales amorfos subestima el valor de la banda prohibida, y el llamado método unificado tiende a sobreestimarlo, mientras que las ecuaciones para cristales perfectos o fuertemente dopados dan energías de banda prohibida más consistentes con el nivel de dopaje, independientemente de la calidad cristalina de las películas.
Descripción
Esta investigación se centra en las propiedades estructurales, ópticas y eléctricas de las películas delgadas de SnO y ZnO, que se utilizan cada vez más en muchos dispositivos electrónicos, incluidos sensores de gas, diodos emisores de luz y celdas solares. Para las diversas aplicaciones, es esencial determinar con precisión la energía de la banda prohibida, ya que controla el comportamiento óptico y eléctrico del material. Sin embargo, no existe un único método para su determinación; más bien, diferentes aproximaciones dependen de la calidad cristalina y del nivel de dopaje, ya que estos modifican la estructura de bandas de energía del semiconductor. Con el objetivo de analizar los diversos enfoques, se prepararon películas de SnO y ZnO mediante pulverización sobre sustratos de vidrio no calentados y posteriormente se sometieron a un tratamiento térmico en N a varias temperaturas entre 250 grados C y 450 grados C. Estas muestras mostraron diferentes tamaños de cristalitos, coeficientes de absorción y concentraciones de portadores libres dependiendo del material y de la temperatura de recocido. El análisis de los resultados muestra que la expresión desarrollada para materiales amorfos subestima el valor de la banda prohibida, y el llamado método unificado tiende a sobreestimarlo, mientras que las ecuaciones para cristales perfectos o fuertemente dopados dan energías de banda prohibida más consistentes con el nivel de dopaje, independientemente de la calidad cristalina de las películas.