Beltrán Jiménez, Jailes JoaquínFlórez Galván, Luis Alfonso2020-12-222020-12-222020-12-18https://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/3837El 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.Resumen ............................................................................................................................ iIntroducción ..................................................................................................................... 1Objetivos .......................................................................................................................... 2Capítulo 1 ......................................................................................................................... 3Aspectos teóricos ............................................................................................................... 31.1 Teoría de bandas. ......................................................................................................... 31.2 Semiconductores ...................................................................................................... 51.2.1 Clases de semiconductores ................................................................................ 61.2.1.1 Semiconductores intrínsecos o elementales. .................................................... 61.2.1.2 Semiconductores extrínsecos. ......................................................................... 61.2.1.2.1 Semiconductores tipo n ............................................................................. 71.2.1.2.2 Semiconductores tipo p ............................................................................. 81.3 Óxido de zinc ........................................................................................................... 91.3.1 Propiedades estructurales y cristalográficas ..................................................... 101.4 Óxido de zinc dopado con cobalto .......................................................................... 111.5 Método sol-gel ....................................................................................................... 141.5.1 Método sol-gel vía citrato ................................................................................ 151.6 Técnicas de caracterización .................................................................................... 161.6.1 Análisis termogravimétrico (TGA) .................................................................. 161.6.2 Difracción de rayos X (DRX). ......................................................................... 181.6.2.1 Ley de Bragg. ............................................................................................ 191.6.2.1 Ley de Bragg. ............................................................................................ 191.6.3 UV-VIS-Reflectancia difusa (DR). .................................................................. 231.6.3 UV-VIS-Reflectancia difusa (DR). .................................................................. 23Capítulo 2 ....................................................................................................................... 26Procedimiento experimental ............................................................................................. 262.1 Procedimiento ........................................................................................................ 282.2 Caracterización de las muestras .............................................................................. 312.2.1 Análisis termogravimétrico (TGA) .................................................................. 312.2.2 Difracción de rayos X (DRX) .......................................................................... 312.2.3 Espectroscopia UV-VIS con reflectancia difusa ............................................... 33Capítulo 3 ....................................................................................................................... 34Caracterización de las muestras ........................................................................................ 343.1 Análisis termogravimétrico (TGA) ......................................................................... 343.2 Difracción de rayos x ............................................................................................. 403.2.1. Identificación de fases .................................................................................... 403.2.2. Parámetros cristalográficos ............................................................................. 443.2.3. Tamaño del cristalito ...................................................................................... 483.3 Espectroscopia UV-VIS-reflectancia difusa ............................................................ 503.3.1 Determinación de la banda prohibida (Eg) ........................................................ 54Capítulo 4 ....................................................................................................................... 58Conclusiones ................................................................................................................ 58Referencias ..................................................................................................................... 59application/pdfspaCopyright Universidad de Córdoba, 2020Trabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)SemiconductorBanda prohibidaOptoelectrónicoBand gapDopingOptoelectronic