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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3296| Fabricación de un fotodiodo a base de películas delgadas de ZnO y ZnO:Ag Photodiode fabrication based on ZnO and ZnO:Ag thin films | |
| JOSE JUAN ARAIZA LIERA | |
| Manuel Herrera Zaldívar | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| ZnO, ZnO:Ag, homounión, CBD, ALD, fotocorriente. ZnO, ZnO:Ag, homojunction, CBD, ALD, photocurrent | |
| En este trabajo de tesis, se ha fabricado el prototipo de un fotodiodo basado en la homounión de películas de ZnO. El dispositivo consiste en la unión de una película de ZnO sin dopar y con conductividad tipo n crecida por depósito de capa atómica y de una película con conductividad tipo p de ZnO dopada con Ag crecida por baño químico. La unión fue fabricada depositando la película de ZnO:Ag sobre la película de ZnO, previamente crecida sobre un sustrato de SiO2 y recubierta parcialmente con una mascarilla epóxica. Para fabricar este fotodiodo fueron sintetizadas diversas películas de ZnO por ALD variando su espesor, así como varias películas de ZnO:Ag variando la concentración de Ag. Las propiedades topográficas, morfológicas, luminiscentes y eléctricas tanto de las películas individuales como de la homounión ZnO:Ag/ZnO fueron estudiadas usando las técnicas: microcopia electrónica de barrido, microscopia de fuerza atómica, catodoluminiscencia y curvas de corriente voltaje (I-V). La topografía de las películas de ZnO crecidas por ALD utilizada en el fotodiodo mostraron una superficie granular mientras que las películas de ZnO:Ag mostraron estar compuestas por numerosos nanorodillos. Los resultados de CL de las películas tipo n exhibieron una emisión de borde de banda (NBE por sus siglas en inglés) centrado en 3.22 eV, además de una emisión de defectos formada por dos componentes centradas en 2.5 y 2.62 eV. Las películas de ZnO:Ag exhibieron una NBE de 3.27 eV y una emisión de defectos puntuales con una única componente centrada en 2.2 eV. El origen de las emisiones de 2.2 y 2.5 eV fue asignado a defectos tipo Oi y VZn, mientras que la emisión de 2.62 eV fue atribuida a defectos presentes en la interface ZnO/SiO2. Las medidas de CL sobre la homounión revelaron una NBE centrada en 3.20 eV, y una componente de emisión en alrededor de 2.6 eV. Las curvas I-V adquiridas en ambos tipos de películas por separado mostraron un comportamiento Óhmico. Las curvas I-V del dispositivo bajo oscuridad mostraron el comportamiento rectificante característico de una unión p-n, mientras que las curvas I-V adquiridas bajo iluminación UV (365 nm) mostraron una fotocorriente con intensidad 2 veces mayor a la registrada operando el fotodiodo bajo condiciones de oscuridad. In this thesis, a photodiode prototype has been fabricated based on the homojunction of ZnO thin films. The device consist in the junction of n-type intrinsic ZnO thin film fabricated by atomic layer deposition and a p-type ZnO thin film doped with Ag synthesized by chemical bath deposition technique. The homojunction was fabricated by growing ZnO:Ag thin films onto the ZnO, previously synthesized onto a SiO2 substrate, and half covered with an epoxy mask. In order to fabricate the photodiode many ZnO thin films were synthesized by ALD technique varying its thickness, as well as ZnO:Ag thin films varying its Ag concentration. The topographical, morphological, luminescent, and electric properties of both films as well as the junction of them were studied using the following techniques: scanning electron microscopy, atomic force microscopy, cathodoluminescence and current-voltage curves. The topography of ZnO thin films synthesized by ALD shown a granular surface structure, while the ZnO:Ag films shown a nanorod structure. CL spectra for the n-type ZnO show an intense near band edge emission (NBE) centered at 3.22 eV, in addition to a defect emission consisting of two components centered at 2.5 and 2.62 eV. The CL spectra for the ZnO:Ag thin films shown a NBE centered at 3.27 eV and a point defects emission with a single component centered at 2.2 eV. The origin of the 2.2 and 2.5 eV emissions was assigned to Oi and VZn, respectively, while the 2.62 eV emission was attributed to defects present at the ZnO/SiO2 interface. CL measurements on the homojunction revealed an NBE centered at 3.20 eV and an associated point-defects emission centered at 2.6 eV. The I-V curves acquired in both type of films separately showed Ohmic behavior. The I-V curves under darkness showed the rectifying behavior characteristic of a p-n junction. In contrast, the I-V curves acquired under UV illumination (365 nm) showed a photocurrent with intensity two times higher than the recorded by operating the photodiode under dark conditions. | |
| CICESE | |
| 2020 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Araiza Liera, J.J, 2020. Fabricación de un fotodiodo a base de películas delgadas de ZnO y ZnO:Ag. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 77 pp. | |
| RESISTENCIA DE MATERIALES | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Nanociencias |
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| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| tesis Araiza Liera José Juan_03 Sep 2020.pdf | Versión completa de la tesis | 4.03 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |