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Poster de nanotecnología,
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Depósito por baño
químico
Temperatura de 70°C
En Sustrato de Vidrio
Tiempo de depósito: 30
min
CaracterizaciónEstructural
(DRX)Óp�ca (UV-vis) Eléctrica
ResumenCon el auge de los sistemas nanoestructurados y la búsqueda de su implementación en los diferentes campos de investigación en ciencia, ha tomado gran importancia la síntesis de materiales y la búsqueda de sus posibles aplicaciones técnicas, dadas sus propiedades microestructurales, ópticas y eléctricas para la aplicación de dispositivos electrónicos [1].
Aquí se presentan los resultados obtenidos de la síntesis de películas delgadas de Sulfuro de Cadmio (CdS) sintetizadas por el método de depósito de baño químico (CBD). Las películas fueron caracterizadas mediante su espectro de absorción óptica y se midió el tamaño promedio de las partículas obtenidas mediante difracción de rayos X (figura 1 y 2).
Se presentan los resultados de la medición de band gap (Eg) que confirma los valores obtenidos en otras referencias y la ventaja de realizar tratamiento térmico para mejorarlo [2], (figura 3).
Se presenta la caracterización electrica de películas de CdS por el método de 4 puntas con el fin de medir resistividad del material. Las películas nanoestructuradas de CdS en uniónson muy utilizadas en la fabricación de transistores de alta velocidad y otros dispositivos optoelectrónicos, .
Metodología
Difracción de rayos X (DRX)
Figura 1 Patrones típicos de películas delgadas de CdS, tal como se depositaron (α)y con tratamiento térmico a 250°C (β)
Figura 2 Espectros de (a) Transmitancia y (b)absorbancia de CdS
Caracterización estructural
Calculado utilizando la formula de Debye-Scherrer
Donde t es el diámetro de la partícula de cristal, λ, es la longitud de onda de los rayos x utilizados (Cu= 1.54 Ä), B es la altura del los picos y θ el ángulo de dispersión
Conclusiones
1 2 2 2A. López-Moreno , A. Vera-Marquina , A. Leal-Cruz , D. Berman-Mendoza1 2Departamento de Fisica, Departamento de Investigación en Física, Universidad de Sonora,
Hermosillo, Sonora, 83000, México*e-mail: [email protected]
Ċ
2. 2 2 .4 2 .6 2. 8
0
2
4
6
8
1 0
1 2
1 4
(ahn
)^2
(U.A
.)
D eposi ta do
100 °C
150 °C
250 °C
Ĉ
400 600 800
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
Tra
ns
mit
an
cia
(%)
Longitud de Onda (nm)
Depositado
100°C
150°C
250°C
Espectroscopía Uv-vis
Č
400 600 800
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
Ab
so
rba
nc
ia(U
.A.)
Longitud de Onda (nm)
Depositado-lnT
100°C
150°C
250°C
a) b)
El band gap directo (E ) fue detemrinado utilizando la g
relación de Tauc [3]
El coeficiente de absorción α fue calculado utilizando la siguiente relación:
Tratamiento Térmico
Caracterización óptica
Caracterización eléctricaResistividad
b) c)
a) b)
a)
hv (Ev)
Obteniendo que las películas delgadas de CdS son formadas por cristalitas de 13.87 y 17.49nm sin tratamiento térmico y con tratamiento térmico a 250°C respectivamente (Ultima III Instrument).
Figura 3: Band gap directo de películas delgadas de CdS, como fue depositado, a 100, 150 y 250°C
Los procesos de tratamiento térmico tienen un gran efecto en la estructura, morfología, comportamiento óptico y eléctrico de las películas nanoestructuradas de CdS por el método de CBD utilizando glicina como acomplejante. Las películas películas nanoestructuradas de CdS son formadas por cristalitas de dimensiones de 13.8nm. Posterior al tratamiento térmico ,las películas de CdS se vuelven más compactas y densas alcanzando cristalitas de tamaños de 17.49 nm para el tratamiento térmico máximo (250°C). El incremento en el tamaño de las cristalitas es debido a la activación del fenómeno de coersión al incrementar la temperatura. En el proceso de densificasión de las películas de CdS , la glicina juega un papel importante y actua como agente aglutinante el cual permite la densificasión de las películas de CdS a temperaturas relativamente bajas (250°C). Aunado a esto, se obtiene la disminución del band gap óptico de 2.45 a 2.4 depositado y al tratamiento térmico respectivamente (250°C).
ReferenciasTabla 1Band Gap directo utilizando la relación de Tauc
b)
SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE PELÍCULAS DE CdS CON TRATAMIENTO TÉRMICO PARA
CELDAS SOLARES
30 60 90 120 150
0.5
1.0
1.5"Resistividad en Luz"
Vo
ltaje
(V)
Tiempo
250°C 200°C 150°C 100°C
40 60 80 100 120
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0"Resistividad sin Luz"
Vo
lta
je(V
)
Tiempo
250°C 200°C 150°C 100°C
Ċ
40 60 80 100 120
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
Gro
sor(
nm)
Tiempo
250°C
200°C
150°C
100°C
Grosores de las películas
0.00 0.05 0.10
-0.00005
0.00000
0.00005
Am
p
Volts
Amp
Perfilometría
Simulador solarc)
a)
a) Sistema 4 puntas, b) Voltaje obtenido de las películas de CdS en presencia de luz, c) Voltaje obtenido de las películas de CdS en ausencia de luz
c)
a) Perfilómetro Bruker DektakXT, b) gráfica obtenida en perfilómetro Bruker DektakXT, c) Grosores de las películas delgadas de CdS después de someterse a tratamiento térmico a 100,150,200 y 250 °C durante 30,60,90 y 120 minutos
a) Simulador solar Oriel Sol2A, b) Estructura de celda solar CdS-PbS sobre ITO en substrato de vidrio con contactos de pintura de plata y pintura de grafito, c) Gráfica de responsibidad de celda solar obtenida mediante simulador solar Oriel Sol2A
