Por:
Mayra Fernanda Calvache Ruales
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Fecha:
2016
Abstract:
The synthesis of nanostructures has attracted much interest due to their advanced properties compared to their bulk material. Zinc Oxide (ZnO) has gained substantial interest in the research community due to its large exciton binding energy (60 meV). ZnO is a semiconductor with several favorable properties like a good transparency in the visible region, and a wide band gap of 3.37 eV. Those properties are already used in many emerging applications as chemical sensors, nano laser, and transistors. Due to its wurtzite crystal structure ZnO readily grows to elongated nanoparticles such as nanorods or nanowires. Elongated nanostructures are promising due to precise electron transport in one direction. Special attention has been devoted to the realization of transparent conductive oxides (TCOs) for optoelectronic devices such as solar cells and displays. The first part of this thesis is dedicated to the comparison of the synthesis of ZnO nanorods in a three-neck flask to solvothermal method. In order to investigate the effects of various reaction parameters on the structural and optical properties in the solvothermal method, different temperatures, volumes of solvent and reaction time were selected. The second part addresses the tailoring of the microstructure and electrical properties of ZnO nanorods modified with aluminum and indium, respectively. Finally, doped ZnO nanorods thin films prepared on glass substrate by drop casting method were investigated. This thesis provides first experimental work for transparent conductive zinc oxide prepared by solvothermal synthesis and highlights possibilities and boundaries for introduction of dopants in ZnO nanorods.
Resumen:
La síntesis de nanoestructuras ha atraído mucho interés debido a sus excelentes propiedades en comparación con su material a granel. El óxido de zinc (ZnO) ha ganado un interés sustancial en la comunidad de investigación debido a su gran energía de ligadura (60 meV). ZnO es un semiconductor con varias propiedades favorables, así como una buena transparencia en la región visible, y una amplia brecha de banda de 3,37 eV. Esas propiedades ya se utilizan en muchas aplicaciones emergentes como sensores químicos, nano láser y transistores. Debido a su estructura de cristal de wurtzita, ZnO se desarrolla fácilmente a nanopartículas alargadas como nanorods o nanocables. Las nanoestructuras alargadas son prometedoras debido al transporte preciso de electrones en una dirección. Se ha dedicado especial atención a la realización de óxidos conductores transparentes (TCO) para dispositivos optoelectrónicos como células solares y pantallas. La primera parte de esta tesis está dedicada a la comparación de la síntesis de nanorods de ZnO en un matraz de tres bocas versus un método solvotermal. Con el fin de investigar los efectos de diversos parámetros de reacción sobre las propiedades estructurales y ópticas en el método solvotermal, se seleccionaron diferentes temperaturas, volúmenes de disolvente y tiempo de reacción. La segunda parte aborda la adaptación de la microestructura y las propiedades eléctricas de los nanorods de ZnO modificadas con aluminio e indio, respectivamente. Finalmente, se investigaron las películas finas de nanorods modificadas y preparadas sobre sustrato de vidrio mediante el método de moldeo a gotas. Esta tesis proporciona el primer trabajo experimental para óxido de zinc como conductor transparente preparado por síntesis solvotérmica y resalta las posibilidades y los límites para la introducción de dopantes en nanorods de ZnO.
Fuente:
Biblioteca Virtual Banco de la República
Formatos de contenido:
Tesis
