Desarrollo y evaluación de un módulo acoplado a un Potenciostato/Galvanostato para la realización de medidas de impedancia en películas delgadas de ZnO:Co
Cargando...
Autores
Montero Ramos, Harley David
Director
Tipo de contenido
Document language:
Español
Fecha
Título de la revista
ISSN de la revista
Título del volumen
Documentos PDF
Resumen
En este trabajo se diseñó y fabricó un módulo para la medición de impedancia en películas
delgadas de ZnO y ZnO:Co, el cual se acopla a un Potenciostato/Galvanostato de uso
comercial facilitando la caracterización eléctrica de las muestras mediante espectroscopía
de impedancia con mediciones confiables, precisas y reproducibles. Las películas
delgadas fueron sintetizadas mediante la técnica de pulverización catódica asistida por
campo magnético de corriente directa (“DC magnetron sputtering”) cambiando la potencia
del blanco de Co para cambiar la concentración del dopaje en la matriz del ZnO. Además,
se realizaron estudios morfológicos mediante microscopía electrónica de barrido (SEM, por
sus siglas en inglés) , y análisis composicional mediante espectroscopía de fluorescencia
de rayos X (XRF, por sus siglas en inglés) , este último confirmó la incorporación del cobalto
en la matriz del ZnO en función de la potencia de deposición, mientras que las micrografías
de SEM evidenciaron una formación no uniforme en la superficie del material, tipo
escamas.
Las mediciones de impedancia permitieron analizar los efectos del dopaje sobre la
respuesta dieléctrica y la movilidad de carga en la muestra de ZnO; se encontró que la
incorporación de Co a potencias de trabajo entre 5 W y 25 W mejora la conductividad
eléctrica de la muestra, lo que indica una mayor movilidad de los portadores de carga, pero
dopajes a 50 W afectan la respuesta eléctrica del material. Este estudio proporciona una
metodología práctica para la caracterización de materiales semiconductores mediante
espectroscopía de impedancia, los resultados obtenidos servirán como referencia para la
optimización del proceso de deposición y el análisis de los mecanismos de transporte de
carga en películas delgadas semiconductoras dopadas (Texto tomado de la fuente).
Abstract
In this thesis, a module for impedance measurement in ZnO and ZnO:Co thin films was
designed and fabricated. This module is coupled to a commercial Potentiostat/Galvanostat,
facilitating the electrical characterization of the samples through impedance spectroscopy
with reliable, precise, and reproducible measurements. The thin films were synthesized
using the DC magnetron sputtering technique, varying the Co target power to modify the
doping concentration in the ZnO matrix. Additionally, morphological studies were performed
using scanning electron microscopy (SEM), and compositional analysis was performed
using X-ray fluorescence spectroscopy (XRF). The XRF analysis confirmed the
incorporation of cobalt into the ZnO matrix as a function of deposition power. Meanwhile,
SEM micrographs revealed a non-uniform, flake-like surface formation.
Impedance measurements were used to examine the effects of doping on the dielectric
response and charge carrier mobility in the ZnO sample. The results showed that
incorporating cobalt (Co) at working powers between 5 W and 25 W improved the electrical
conductivity of the sample, suggesting an increase in charge carrier mobility. However,
doping the material at 50 W had a detrimental effect on its electrical response.
This study provides a practical methodology for semiconductor material characterization
via impedance spectroscopy. The results obtained will serve as a reference for optimizing
the deposition process and analyzing charge transport mechanisms in doped
semiconductor thin films.
Descripción
ilustraciones a color, diagramas, fotografías