SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE LAS PROPIEDADES ÓPTICO-ELÉCTRICAS DE PELÍCULAS DELGADAS DE ÓXIDO DE ZINC DOPADO CON DIFERENTES CONCENTRACIONES DE ALUMINIO

Los óxidos conductores transparentes (TCO’s) son semiconductores degenerados con una notable combinación de conductividad eléctrica y transparencia óptica que los hace idóneos para diferentes aplicaciones optoelectrónicas. Entre los TCO’s más prometedores está el óxido de zinc dopado con aluminio (AZO), el cuál aparece como una buena alternativa al óxido de indio dopado con estaño (ITO) debido a su bajo costo y su no toxicidad. Las propiedades ópticas y eléctricas del AZO dependen de la concentración de aluminio (Al). El óxido de zinc (ZnO) presenta un pico excitónico en el espectro de absorción aún visible cuando es dopado con bajas concentraciones de Al (~1at). Sin embargo, este efecto no se toma en cuenta al determinar el ancho de banda con el método de Tauc. Por otro lado, se desea evaluar la posibilidad de determinar las propiedades eléctricas a partir de medidas ópticas con el uso de modelos dispersión apropiados. El método de investigación consiste en la síntesis de películas delgadas de AZO variando la concentración de Al por el método de pulverización catódica de radiofrecuencia. La caracterización de sus propiedades optoelectrónicas se realizará a partir de medidas de elipsometría espectral de ángulo variable mediante el ajuste de modelos que describen la absorción fundamental e infrarroja del material. En este sentido, el objetivo general es estudiar el impacto de la variación en la concentración de Al en las propiedades ópticas y eléctricas de películas delgadas de AZO. Para el cumplimiento del objetivo general, se plantean los siguientes objetivos específicos: - Sintetizar películas delgadas de AZO con diferentes concentraciones de Al desde 1at% a 4at% mediante pulverización catódica de radiofrecuencia - Determinar el ancho de banda y energía de ligadura de los excitones para películas delgadas de AZO a partir de medidas de elipsometría usando modelos tipo Elliot - Determinar la resistividad eléctrica, densidad y movilidad de los portadores de carga para películas delgadas de AZO usando los modelos de Hamberg y Sernelius En este trabajo, se espera determinar con precisión las propiedades óptico-eléctricas de películas delgadas de AZO, comprender cómo las diferentes concentraciones de Al afectan dichas propiedades y monitorear la presencia de excitones libres en el material. Los resultados permitirán sintonizar las propiedades del AZO para su potencial uso en diferentes dispositivos optoelectrónicos como electrodos transparentes, como contactos transparentes en celdas solares o en sensores de gases orgánicos.

ENRIQUE MORÁN ,LUIS ALONSO