Propiedades estructurales, ópticas y eléctricas de películas delgadas de ZnO obtenidas por oxidación térmica de Zn depositado por RF sputtering
Resumen
En este trabajo se obtuvieron películas delgadas de óxido de zinc a partir de capas metálicas de zinc depositadas sobre sustratos de vidrio mediante sputtering por radiofrecuencia en condiciones no reactivas. Posteriormente, se investigaron sus propiedades estructurales, ópticas y eléctricas. Después del depósito de las capas de zinc, las películas fueron sometidas a tratamientos térmicos entre 300 y 600 °C con el objetivo de promover la formación del óxido. La caracterización estructural mediante difracción de rayos X confirmó la formación de ZnO policristalino con estructura hexagonal tipo wurtzita después del tratamiento térmico. La microscopía electrónica de barrido reveló películas porosas nanoestructuradas. Las mediciones ópticas mostraron que las muestras tratadas a 500 y 600 °C presentan alta transparencia en la región visible, con valores de transmitancia cercanos al 90%. A partir del análisis de Tauc se estimaron valores de energía de banda prohibida de aproximadamente 3.22 y 3.25 eV. La caracterización eléctrica mediante mediciones de efecto Hall reveló una transición de comportamiento metálico a semiconductor al aumentar la temperatura de tratamiento térmico, con valores de resistividad del orden de 10-2–10-1 Ω·cm para las películas de ZnO. La película tratada a 500 °C presentó la mayor movilidad de portadores, con un valor aproximado de 13.5 cm2/V·s. Estos resultados demuestran que la oxidación térmica de películas de Zn depositadas por sputtering constituye una ruta simple y económica para producir películas delgadas nanoestructuradas de ZnO con propiedades adecuadas para aplicaciones optoelectrónicas.
Citas
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