Resumen en español

El óxido de indio es un semiconductor tipo n, debido a las vacancias de oxígeno que presenta, perteneciente al grupo de los óxidos semiconductores transparentes (TCO, Transparent Conducting Oxide), los cuales se caracterizan por poseer una elevada conductividad eléctrica y una buena transparencia dentro del espectro visible con intervalos de energía prohibida anchos, típicamente del orden de 3 - 4 eV. La combinación de estas características, hacen al In2O3 un material de gran importancia en la fabricación de dispositivos optoelectrónicos, principalmente como electrodos transparentes en celdas solares, sensores de gas, fotodetectores, pantallas planas y/o táctiles o dispositivos emisores de luz orgánicos. Cuando el In2O3 se dopa con cobalto u otros metales de transición diferentes pueden ocurrir cambios en sus propiedades estructurales, ópticas y magnéticas y puede ser más activo cuando se utiliza como catalizador, más sensible y selectivo como sensor de gases y más propicio para catálisis. El principal objetivo de esta monografía es hacer una rigurosa revisión bibliográfica para estudiar el efecto del cobalto sobre las propiedades estructurales, ópticas y magnéticas de nanopartículas de In2O3 cuando se dopa con cobalto. La presente monografía consiste de cuatro capítulos. En el Capítulo 1 se estudian los principales conceptos de materiales semiconductores; en el Capítulo 2 se describe los principales métodos por vía húmeda para la síntesis de nanopartículas de In2O3 dopado con cobalto, y las principales técnicas para caracterizar sus propiedades estructurales, ópticas y magnéticas; en el Capítulo 3 se presenta las propiedades estructurales, ópticas y magnéticas del In2O3 sin dopar y en el Capítulo 4 se hace énfasis en el efecto de cobalto en las propiedades del In2O3 ya mencionadas. Dentro de la revisión bibliográfica se ha encontrado que la brecha de banda del óxido de indio sin dopar aumenta a medida que disminuye el tamaño de la partícula y que puede presentar un comportamiento ferromagnético cuando el tamaño de partícula es bastante reducido, presumiblemente a que el número creciente de vacantes de oxígeno y defectos intrínsecos superficiales parecen estabilizarse con la disminución del tamaño. El efecto del cobalto en la estructura cristalina del In2O3 tiende a disminuir su parámetro de red, debido a la diferencia entre los radios iónicos del In3+ y, principalmente, del Co2+ aumentando los defectos intrínsecos; como vacancias de oxígeno requeridas para la electroneutralidad de carga. La introducción de cobalto en el In2O3 normalmente disminuye el ancho de banda prohibida, aumentando su transparencia en el espectro visible. La disminución de la brecha de banda del In2O3 ocasionado por el cobalto fue regularmente atribuida a las interacciones de intercambio entre los electrones de los orbitales sp del óxido y los electrones d localizados de los iones Co2+. Por último, en las muestras de óxido de indio dopado con cobalto que presentaban un acoplamiento ferromagnético, el aumento en las vacancias de oxígeno y defectos superficiales ocasionadas por los iones cobalto, fue la teoría más común para explicar este comportamiento.