La Influencia del Dopaje con Al en las Características Ópticas de los Nanopolvos de ZnO Obtenidos por el Método Sol-Gel de Bajo Costo
Autores: Mishra, Pooja Nag; Mishra, Pankaj Kumar; Pathak, Dinesh
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
La Influencia del Dopaje con Al en las Características Ópticas de los Nanopolvos de ZnO Obtenidos por el Método Sol-Gel de Bajo Costo
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Química
Palabras clave
Propiedades ópticas
ZnO
Dopaje
Tamaño de cristalito
Brecha de banda
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo, se ha investigado y descrito brevemente la influencia del Al (0, 2, 4 y 6 wt.%) en las propiedades ópticas del ZnO. Las muestras no dopadas y dopadas fueron caracterizadas utilizando un espectrofotómetro UV-visible y fotoluminiscencia (PL). Los datos de difracción de rayos X (XRD) en nuestro estudio anterior también están indexados, y se dice que los materiales tienen una fase hexagonal estructurada en wurtzita y no exhiben fases de impureza. Se encontró que los tamaños promedio de cristalitos del ZnO puro aumentan, es decir, de 14.19 nm a 34.17 nm con un aumento de temperatura, y en el caso del ZnO dopado con Al, a una temperatura constante, de 35.05 nm a 18.89 nm, respectivamente. El tamaño promedio de cristalitos de AZO (ZnO dopado con Al) disminuye con el aumento del contenido de Al. Con el aumento de la temperatura, se han observado incrementos en la cristalinidad y el tamaño del ZnO puro. En el caso del dopaje con Al, con un aumento en la concentración de dopaje, se observa que el tamaño de cristalitos disminuye, sin ningún cambio en la temperatura. El dopaje con Al mejora la formación de la estructura cristalina bien ordenada del ZnO hasta un cierto límite de dopaje. Los espectros de absorbancia se utilizaron para determinar la banda de energía óptica de las muestras. Los espectros de fotoluminiscencia óptica (PL) tanto del ZnO como del nanopolvo de AZO están claramente influenciados por el aumento de la temperatura y el contenido de dopaje de Al, respectivamente. Se observaron diferentes propiedades ópticas del ZnO y AZO para diferentes contenidos de Al en el ZnO. Se ha visto que la banda de energía del nanopolvo de AZO con diferentes concentraciones es más baja que la del ZnO no dopado (3.10 eV), lo que sugiere un amplio potencial de aplicación. Además, las propiedades ópticas del ZnO fueron ajustadas por el dopaje con Al en la región cercana a la visible, sugiriendo varios usos potenciales.
Descripción
En este trabajo, se ha investigado y descrito brevemente la influencia del Al (0, 2, 4 y 6 wt.%) en las propiedades ópticas del ZnO. Las muestras no dopadas y dopadas fueron caracterizadas utilizando un espectrofotómetro UV-visible y fotoluminiscencia (PL). Los datos de difracción de rayos X (XRD) en nuestro estudio anterior también están indexados, y se dice que los materiales tienen una fase hexagonal estructurada en wurtzita y no exhiben fases de impureza. Se encontró que los tamaños promedio de cristalitos del ZnO puro aumentan, es decir, de 14.19 nm a 34.17 nm con un aumento de temperatura, y en el caso del ZnO dopado con Al, a una temperatura constante, de 35.05 nm a 18.89 nm, respectivamente. El tamaño promedio de cristalitos de AZO (ZnO dopado con Al) disminuye con el aumento del contenido de Al. Con el aumento de la temperatura, se han observado incrementos en la cristalinidad y el tamaño del ZnO puro. En el caso del dopaje con Al, con un aumento en la concentración de dopaje, se observa que el tamaño de cristalitos disminuye, sin ningún cambio en la temperatura. El dopaje con Al mejora la formación de la estructura cristalina bien ordenada del ZnO hasta un cierto límite de dopaje. Los espectros de absorbancia se utilizaron para determinar la banda de energía óptica de las muestras. Los espectros de fotoluminiscencia óptica (PL) tanto del ZnO como del nanopolvo de AZO están claramente influenciados por el aumento de la temperatura y el contenido de dopaje de Al, respectivamente. Se observaron diferentes propiedades ópticas del ZnO y AZO para diferentes contenidos de Al en el ZnO. Se ha visto que la banda de energía del nanopolvo de AZO con diferentes concentraciones es más baja que la del ZnO no dopado (3.10 eV), lo que sugiere un amplio potencial de aplicación. Además, las propiedades ópticas del ZnO fueron ajustadas por el dopaje con Al en la región cercana a la visible, sugiriendo varios usos potenciales.