Efecto de la temperatura de recocido en la estructura cristalina, absorbancia óptica y morfología de películas delgadas de óxido de cobalto y óxido de zinc

Abstract

Usando el método sol-gel con deposición giratoria se han obtenido películas delgadas de ZnO y Co3O4 sobre vidrio, evaluando el efecto de la temperatura de recocido (300 - 550°C) en sus propiedades estructurales, ópticas y morfológicas. Las películas obtenidas fueron caracterizadas mediante Difracción de Rayos X (DRX), Espectroscopia Raman, Espectroscopia Ultravioleta visible (UV-vis) y Microscopia de Fuerza Atómica (MFA). Para el ZnO, los patrones de difracción muestran que las películas, para todas las temperaturas de recocido, son altamente orientadas en la dirección (002) con excelente cristalinidad, lo que fue confirmado por espectroscopia Raman. El tamaño promedio de cristalito aumenta a medida que se incrementa la temperatura de recocido, pero sin efecto significativo en los parámetros de red. Los resultados de UV-vis muestran la naturaleza excitónica de las películas delgadas, pero el ancho de banda prohibida no cambia con la temperatura. Los análisis por MFA revelan que el tamaño de grano aumenta en función de la temperatura de recocido. A su vez, para el Co3O4, mediante DRX, se evidencia la ausencia de fases secundarias, lo que fue confirmado por espectroscopia Raman. La cristalinidad mejora con el incremento de la temperatura de recocido, siendo el pico (311) el más intenso, pero sin lograr la orientación preferencial absoluta y con aumento en el tamaño promedio de cristalito. Los espectros de UV-vis muestran que el Co3O4 presenta dos tipos de energía de banda prohibida de transiciones una directa permitida, la cual decrece a medida que la temperatura de recocido aumenta, mientras que la directa prohibida no cambia con la temperatura