Evaluación de las propiedades de ZnO dopado con metales alcalinos (Na, K) obtenido a través del extracto de la naranja agria.
Resumen
El óxido de zinc (ZnO) es un material semiconductor con una energía de banda prohibida entre 3.36 y 3.44 eV a temperatura ambiente, el cual destaca por sus propiedades ópticas y estabilidad química. Frente a las limitaciones y toxicidad de los métodos convencionales para obtenerlo, la síntesis verde con Citrus aurantium L. ofrece una alternativa sostenible para controlar su crecimiento cristalino. Aunado a ello, el dopaje mejora sus propiedades al favorecer la generación de pares electrón-hueco y reducir la recombinación de cargas, lo que aumenta la sensibilidad del material hacia el espectro visible. Esta modificación estructural incrementa la eficiencia del ZnO en aplicaciones como fotocatálisis y celdas solares. En el presente trabajo se sintetizaron nanopartículas de ZnO dopadas con sodio (Na) y potasio (K) al 10% en masa, siguiendo una ruta sol-gel modificada aplicando una calcinación a 800 °C. Las muestras fueron caracterizadas mediante espectroscopía infrarroja, espectroscopía fotoelectrónica de rayos X, difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido y espectroscopía ultravioleta-visible. Los resultados demostraron la formación de la fase hexagonal wurtzita con tamaños de cristalito de ~39 nm e incorporaciones atómicas de 4.96% para Na y 1.51% para K. Se observó una morfología de nanobarras compactas para el dopado con sodio y de estructuras tipo coral para el dopado con potasio. El dopaje indujo una reducción de la energía de banda prohibida a 3.18 eV. Este estudio demuestra que esta metodología permite modular las propiedades del ZnO mediante la elección del dopante alcalino, facilitando su adaptación para aplicaciones en celdas solares, sensores y remediación ambiental.
Citas
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