Impact of Thickness on the Optical Properties of Selenium Thin Films

Impacto del espesor sobre las propiedades ópticas de las películas finas de selenio

Objetivos: El objetivo principal de esta investigación es el de realizar un estudio sistemático sobre el impacto que tiene el espesor sobre las propiedades ópticas tales como la banda prohibida, coeficiente de absorción, densidad óptica, entre otras, para las películas finas de selenio. La comprensión de la banda prohibida y su influencia en el espesor de la película es de suma importancia para la adquisición de la caracterización eléctrica deseada de las películas semiconductoras. Materiales y métodos: Se depositó selenio de ultra pureza (99,99%) sobre sustratos de vidrio. Durante la deposición, se hizo girar el sustrato de vidrio en su respectivo soporte a velocidad constante para obtener un recubrimiento uniforme. Resultados y discusión: Los hallazgos de XRD indican que el selenio es de naturaleza amorfa. Se encuentra que la banda prohibida de la banda óptica toma forma descendente (2,3 a 2eV) con el aumento del espesor de la película en el intervalo 200 a 1000 nm. La banda prohibida de la banda obedece la ley del cuadrado inverso respecto al espesor. Conclusión: Hemos generado correctamente películas finas de Se por debajo del límite de longitud de onda de De Broglie mediante evaporación térmica en vacío. La densidad óptica varía directamente con el espesor de la película. Los coeficientes de absorción se ubicaron en el intervalo (0,5 a 4) × 107 m^-1. Los resultados de AFM confirmaron que el tamaño nanométrico de Se aumenta con el incremento del espesor. Tanto los límites del grano como las regiones subgranulares son claramente visibles en las micrografías SEM.

Introducción

La tecnología de capa fina se utiliza en numerosas aplicaciones, como la microelectrónica, la óptica, los recubrimientos magnéticos, duros y resistentes a la corrosión, y la micromecánica. Los avances de la tecnología de crecimiento de películas finas en las dos últimas décadas han dado lugar a la síntesis de heteroestructuras de óxido mediante diversas técnicas, como las técnicas de pulverización catódica y la epitaxial de haz molecular, para su uso en dispositivos electroópticos, ciencia espacial, aprovechamiento energético de células solares, etc. Los ingenieros consiguieron un material prometedor lo bastante estable para su uso en células solares: el simple cambio a una superficie de perovskita elimina las barreras a su funcionalidad.

Las mediciones ópticas en láminas delgadas constituyen una buena técnica para evaluar las propiedades de los semiconductores. En particular, la medición del coeficiente de absorción para distintas energías proporciona mucha información sobre las brechas de banda del material. El conocimiento de la brecha de banda y su dependencia del espesor de la película es extremadamente importante para conseguir las propiedades eléctricas requeridas de un semiconductor para aplicaciones específicas. En particular, la medición de los coeficientes de absorción para distintas energías de fotones incidentes sobre películas de Se arroja luz sobre la separación de banda de los materiales.