“Efecto de la concentración de Fe en la estructura y propiedades ópticas de las películas delgadas de ZnO crecidas por rociado pirolítico”

Abstract

RESUMEN En el presente trabajo de investigación, se reporta el efecto de la concentración de Fe en la estructura y propiedades ópticas de las películas delgadas de Zn1-xFexO crecidas por rociado pirolitico. Las películas fueron depositadas por la técnica de rociado pirolitico sobre sustratos de vidrio a la temperatura de 480°C. La solución se preparó disolviendo por separado acetato de zinc di-hidratado [Zn (CH3CO2)2.2H2O] en 25 ml de etanol mediante agitación magnética a 60 °C durante 40 minutos y cloruro de hierro hexa-hidratado [FeCl3 6H2O] en 25 ml de agua destilada mediante agitación magnética a temperatura ambiente durante un tiempo de 10 minutos. La presión y el flujo de aire se fijaron en 2kPa y 9 L/min, respectivamente. Los patrones de difracción de rayos X muestran picos de difracción característicos de la estructura hexagonal wurtzita, con una tendencia de crecimiento preferencial en la dirección del eje c. El análisis de los esfuerzos residuales se realizó a partir de los datos de los difractogramas de rayos X. Se observó que los esfuerzos en el modelo uniaxial son compresivos (negativos) para todas las concentraciones de Fe, en el modelo biaxial todos los esfuerzos son tensiles con la tendencia a ser constantes. Los espectros de UV-vis revelaron fuerte absorbancia en la región UV para todas las películas de Zn1-xFexO; pero mayor transmitancia óptica para concentraciones de Fe de 10 y 20%, debido posiblemente a su mayor cristalinidad y baja rugosidad; así mismo, todas las películas de Zn1-xFexO revelaron una banda prohibida ligeramente menor (Figura 3.8) al valor teórico correspondiente al ZnO (3.37 eV). Las imágenes por SEM mostraron un crecimiento homogéneo de granos de 150 a 500nm aproximadamente al incrementarse el Fe.