Caracterización óptica y estructural de películas de ZnO impurificadas con aluminio: fabricadas por el método de Sol-Gel

Abstract

En los últimos años, las películas delgadas de óxido de zinc han recibido una considerable atención y sido ampliamente estudiadas debido a sus posibles aplicaciones. El óxido de zinc es un semiconductor tipo n de estructura hexagonal tipo wurtzita, con ancho de banda prohibida directa de Egd = 3.3 eV y muy pequeña energía de excitón (60 meV) comparada con la banda prohibida, a temperatura ambiente. Estas características hacen del ZnO un material ideal para la fabricación de dispositivos emisores de luz de longitud de onda corta, tales como láser ultravioleta, diodos emisores en el ultravioleta y foto-detectores en el ultravioleta [1, 2, 3]. Las propiedades eléctricas de estas películas se pueden controlar, impurificándolas con otros elementos y obtenerse materiales conductores, aislantes o semiconductores, conservando al mismo tiempo alta transparencia óptica, lo que les da una aplicación importante en la construcción de dispositivos emisores de luz, sensores de gas, pantallas planas y celdas solares [4-8]. Por otro lado, el amplio ancho de banda prohibido, así como el alto coeficiente de transmisión en el visible, contribuyen eficientemente a esta amplia gama de aplicaciones [6, 9, 10]. Las películas delgadas de óxido de zinc se pueden preparar por varios métodos, tales como: sputtering, deposición por vapor químico, spray pyrolysis, deposición por láser pulsado, oxidación de películas metálicas, Sol-Gel, etc. [5, 9, 11-14]. El método de Sol-Gel presenta cierta ventaja frente a los otros, debido al fácil control de los componentes químicos utilizados, deposición de películas sobre grandes áreas a muy bajo costo, fácil de impurificar, y sencillez del equipo necesario para depositar las películas mucho menos complicado y costoso que otros.