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Correlación entre las propiedades estructurales y ópticas del óxido de zinc nanoestructurado dopado con cobalto

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dc.contributor.advisorBeltrán Jiménez, Jailes Joaquín
dc.contributor.authorFlórez Galván, Luis Alfonso
dc.date.accessioned2020-12-22T15:02:34Z
dc.date.available2020-12-22T15:02:34Z
dc.date.issued2020-12-18
dc.description.abstractEl 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.spa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.degreenameQuímico(a)spa
dc.description.modalityTrabajos de Investigación y/o Extensiónspa
dc.description.tableofcontentsResumen ............................................................................................................................ ispa
dc.description.tableofcontentsIntroducción ..................................................................................................................... 1spa
dc.description.tableofcontentsObjetivos .......................................................................................................................... 2spa
dc.description.tableofcontentsCapítulo 1 ......................................................................................................................... 3spa
dc.description.tableofcontentsAspectos teóricos ............................................................................................................... 3spa
dc.description.tableofcontents1.1 Teoría de bandas. ......................................................................................................... 3spa
dc.description.tableofcontents1.2 Semiconductores ...................................................................................................... 5spa
dc.description.tableofcontents1.2.1 Clases de semiconductores ................................................................................ 6spa
dc.description.tableofcontents1.2.1.1 Semiconductores intrínsecos o elementales. .................................................... 6spa
dc.description.tableofcontents1.2.1.2 Semiconductores extrínsecos. ......................................................................... 6spa
dc.description.tableofcontents1.2.1.2.1 Semiconductores tipo n ............................................................................. 7spa
dc.description.tableofcontents1.2.1.2.2 Semiconductores tipo p ............................................................................. 8spa
dc.description.tableofcontents1.3 Óxido de zinc ........................................................................................................... 9spa
dc.description.tableofcontents1.3.1 Propiedades estructurales y cristalográficas ..................................................... 10spa
dc.description.tableofcontents1.4 Óxido de zinc dopado con cobalto .......................................................................... 11spa
dc.description.tableofcontents1.5 Método sol-gel ....................................................................................................... 14spa
dc.description.tableofcontents1.5.1 Método sol-gel vía citrato ................................................................................ 15spa
dc.description.tableofcontents1.6 Técnicas de caracterización .................................................................................... 16spa
dc.description.tableofcontents1.6.1 Análisis termogravimétrico (TGA) .................................................................. 16spa
dc.description.tableofcontents1.6.2 Difracción de rayos X (DRX). ......................................................................... 18spa
dc.description.tableofcontents1.6.2.1 Ley de Bragg. ............................................................................................ 19spa
dc.description.tableofcontents1.6.2.1 Ley de Bragg. ............................................................................................ 19spa
dc.description.tableofcontents1.6.3 UV-VIS-Reflectancia difusa (DR). .................................................................. 23spa
dc.description.tableofcontents1.6.3 UV-VIS-Reflectancia difusa (DR). .................................................................. 23spa
dc.description.tableofcontentsCapítulo 2 ....................................................................................................................... 26spa
dc.description.tableofcontentsProcedimiento experimental ............................................................................................. 26spa
dc.description.tableofcontents2.1 Procedimiento ........................................................................................................ 28spa
dc.description.tableofcontents2.2 Caracterización de las muestras .............................................................................. 31spa
dc.description.tableofcontents2.2.1 Análisis termogravimétrico (TGA) .................................................................. 31spa
dc.description.tableofcontents2.2.2 Difracción de rayos X (DRX) .......................................................................... 31spa
dc.description.tableofcontents2.2.3 Espectroscopia UV-VIS con reflectancia difusa ............................................... 33spa
dc.description.tableofcontentsCapítulo 3 ....................................................................................................................... 34spa
dc.description.tableofcontentsCaracterización de las muestras ........................................................................................ 34spa
dc.description.tableofcontents3.1 Análisis termogravimétrico (TGA) ......................................................................... 34spa
dc.description.tableofcontents3.2 Difracción de rayos x ............................................................................................. 40spa
dc.description.tableofcontents3.2.1. Identificación de fases .................................................................................... 40spa
dc.description.tableofcontents3.2.2. Parámetros cristalográficos ............................................................................. 44spa
dc.description.tableofcontents3.2.3. Tamaño del cristalito ...................................................................................... 48spa
dc.description.tableofcontents3.3 Espectroscopia UV-VIS-reflectancia difusa ............................................................ 50spa
dc.description.tableofcontents3.3.1 Determinación de la banda prohibida (Eg) ........................................................ 54spa
dc.description.tableofcontentsCapítulo 4 ....................................................................................................................... 58spa
dc.description.tableofcontentsConclusiones ................................................................................................................ 58spa
dc.description.tableofcontentsReferencias ..................................................................................................................... 59spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.identifier.urihttps://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/3837
dc.language.isospaspa
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias Básicasspa
dc.publisher.placeMontería, Córdoba, Colombiaspa
dc.publisher.programQuímicaspa
dc.rightsCopyright Universidad de Córdoba, 2020spa
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)spa
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/spa
dc.subject.keywordsBand gapeng
dc.subject.keywordsDopingeng
dc.subject.keywordsOptoelectroniceng
dc.subject.proposalSemiconductorspa
dc.subject.proposalBanda prohibidaspa
dc.subject.proposalOptoelectrónicospa
dc.titleCorrelación entre las propiedades estructurales y ópticas del óxido de zinc nanoestructurado dopado con cobaltospa
dc.typeTrabajo de grado - Pregradospa
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