Estudio de las propiedades de termoluminiscencia, fotoluminiscencia y fotorespuesta de películas delgadas y polvo de ZnO obtenidas por tratamiento térmico de ZnS

Abstract

Tesis de maestría en ciencia de materiales. En este trabajo se ha llevado a cabo la síntesis de películas y polvo nanométrico de ZnO mediante tratamiento térmico de películas y polvo de ZnS obtenido de soluciones acuosas por medio del método de depósito por baño químico sencillo y económico (CBD, por sus siglas en ingles).Los análisis de difracción de rayos X y microscopia electrónica de barrido indicaron que por tratamiento térmico a 500 °C por 24 h una pastilla fabricada con el polvo de ZnS precipitado del método de CBD se convierte parcialmente en ZnO. Bajo estas condiciones, se obtuvo una mezcla con proporciones casi iguales de ZnS y ZnO, con una proporción molar relativa de ZnS:ZnO de 46:54. El espectro de fluorescencia de una pastilla de ZnS sin tratar presento varios picos de emisión a 422 nm, 447 nm, 460 nm, 485 nm y 530 nm. La pastilla tratada térmicamente a 700 °C por 24 h mostro estos mismos picos de emisión. Pero el pico de emisión a 485 run se presentó con una intensidad relativa mayor que los otros picos. Los análisis de difracción de rayos X y de espectroscopia de energía dispersada demostraron que las películas de ZnS se transforman a ZnO al ser sometidas a tratamiento térmico. Los resultados de microscopia electrónica de barrido y espectroscopia de energía dispersada indicaron que las películas de dos depósitos se oxidan más rápidamente que las películas de seis depósitos, probablemente debido a que hay una mayor difusión de oxígeno en las películas delgadas de doble deposito, las cuales resultaron ser más porosas y más delgadas. Se encontró que las películas delgadas de ZnS sin tratar no fueron fotosensibles, pero las películas tratadas térmicamente presentaron un máximo de fotocorriente cuando se iluminaron con luz de longitud de onda de 345 run. La película de dos depósitos tratada Térmicamente a 400 °C por 6 h present6 mayor respuesta de fotocorriente, así como mayor Corriente en oscuro. Sin embargo, la película que presento la mejor fotosensibilidad, del orden de 102, fue la película de seis depósitos tratada térmicamente a 400 °C por 6 h. Por lo tanto, estas películas muestran las mejores características para posibles aplicaciones en la fabricación de dispositivos fotodetectores de luz ultravioleta.