Examinando por Materia "Band gap"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Correlación entre las propiedades estructurales y ópticas del óxido de zinc nanoestructurado dopado con cobalto
    (2020-12-18) Flórez Galván, Luis Alfonso; Beltrán Jiménez, Jailes Joaquín
    El óxido de zinc es un material semiconductor tipo II-VI transparente en la región UV visible, con una banda prohibida de 3.37 eV a temperatura ambiente y una alta energía de enlace de excitones, 60 meV y otras importantes propiedades físico-químicas. Estas propiedades son el resultado de su poca simetría en su forma cristalina wurtzita y de su gran acoplamiento electromecánico, llegando a ser considerado en la actualidad un material optoelectrónico con cualidades muy promisorias para utilizarse en numerosas aplicaciones tecnológicas como, sensor de gases, varistores, lásers ultravioleta y visible, y componentes de celdas solares. La introducción de impurezas en la red cristalina del ZnO (dopaje) puede modificar sus propiedades estructurales y ópticas ampliando su rango de posibles aplicaciones. El principal objetivo de este trabajo es estudiar la variación de las propiedades estructurales y ópticas del ZnO dopado con Co (Zn1-xCoxO), para valores nominales de 0, 0.01, 0.03, 0.05 y encontrar alguna correlación entre ellas. Las muestras fueron sintetizadas por el método sol-gel modificado basado en la ruta del citrato y caracterizadas mediante análisis termogravimétrico, difracción de rayos X y espectroscopia UV-VIS-Reflectancia difusa. La temperatura mínima de descomposición y cristalización de los precursores poliméricos para la formación de ZnO y ZnO dopado con Co fue de 450 °C. Los parámetros a y c aumentaron con el contenido de Co, muy probablemente, debido a la presencia de iones Co2+ y Co3+ ocupando posiciones intersticiales, mientras el valor de la relación c/a encontrado podría indicar la presencia de vacancias de oxígeno en todas las muestras. El tamaño de cristalito disminuyó hasta una concentración de Co del 3% e incrementó cuando la concentración de Co fue igual al 5%. La brecha de banda mostró una disminución a medida que aumento la concentración de Co lo cual fue atribuido principalmente a las interacciones de intercambio entre los orbitales d correspondientes a los iones Co2+ y los orbitales s y p del ZnO, a la formación de vacancias de oxígeno y al incremento en el grado de distorsión de la celda unitaria. Por último, La banda prohibida (Eg) del ZnO disminuyo a medida que aumento el volumen de celda, el grado de distorsión de la celda y a medida que disminuyo la relación c/a.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Investigación en las propiedades estructurales, vibracionales, ópticas y magnéticas en nanopartículas del ZnO dopado con cobalto por descomposición térmica de acetatos asistida por molienda mecánica
    (Universidad de Córdoba, 2024-07-05) Hernández Gutiérrez, Juan Carlos; Beltrán Jiménez, Jailes Joaquín; Barrera Vargas, Mario; Lopez Ochoa, Jesus
    El óxido de zinc puede presentarse en diferentes formas estructurales, incluyendo la estructura Rock salt, blenda de zinc y la Wurtzita hexagonal, siendo esta la más estable la tipo wurtzita a temperatura ambiente. Este ZnO con estructura hexagonal es un semiconductor tipo n, transparente en la región UV-visible con una banda de energía prohibida de 3.37 eV a temperatura ambiente y una alta energía de excitones de 60 meV. Estas características lo hacen un material prometedor en aplicaciones como sensores de gases, láseres UV-visible, y celdas solares etc. Cuando se dopa el ZnO con iones de metales de transición, como el cobalto, es posible mejorar sus posibles aplicaciones, convirtiéndolo en una opción prometedora para la ciencia de materiales, gracias a su bajo costo de producción y su fácil procesamiento. El objetivo de este trabajo es realizar una investigación en las propiedades vibracionales, cristalográficas, ópticas y magnéticas de nanopartículas de ZnO dopados con cobalto al 1, 3, 5, 8 y 10 % obtenidas mediante el método de descomposición térmica de precursores Zn(CH3COO)2•2H2O y Co(CH3COO)2 • 4H2O con una previa molienda mecánica, calcinados a 400 ºC durante 1 h. Las muestras fueron caracterizadas por análisis termogravimétrico, espectrometría FTIR, difracción de rayos X, espectroscopia UV-VIS Reflectancia difusa y magnetometría de muestra vibrante.