Hola aquí les pongo mi resumen de la estancia de investigación en ensenada
Roberto González Rodríguez1, Manuel Herrera Zaldívar2
Universidad de las Américas Puebla, Cholula Puebla
Centro de Nanociencias y Nanotecnología-UNAM Ensenada, BC
El ZnO posee propiedades catalíticas, semiconductoras, optoelectrónicas y piezoeléctricas que le convierten en uno de los materiales más prometedores para la fabricación de dispositivos emisores de luz, transistores, láseres UV, sensores químicos, guías de onda, y celdas solares1. Dado que la síntesis de nanoestructuras de este semiconductor posibilita el incrementar su brecha de energía prohibida y su eficiencia cuántica,2 existe un enorme interés por mejorar los método de crecimiento actuales. Entre los métodos químicos para la síntesis de nanoestructuras de ZnO se encuentra el método hidrotermal, que ofrece las ventajas de ser económico, operar a baja temperatura (100 C) y permitir sintetizar una gran variedad de nanoestructuras impurificadas con otros elementos.3,4 Las desventajas de este método radican principalmente en la incorporación indeseada de impurezas y en la inhomogeneidad de la morfología de las nanoestructuras obtenidas.
En este trabajo se hace un estudio sobre el efecto del pH, del tipo de surfactante usado y la concentración de este en la síntesis hidrotermal de nanorodillos de ZnO. Las muestras obtenidas fueron caracterizadas por microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía de energía dispersa (EDS) y Catodoluminscencia (CL). Se demuestra que el efecto del surfactante impacta de manera significativa en la morfología de los nanorodillos, ya que a bajas concentraciones se obtiene una morfología irregular de los cristalitos de ZnO, mientras que el surfactante a altas concentraciones impide la nucleación del ZnO. Hemos demostrado además que el pH modifica ligeramente la morfología de los nanorodillos. A pH = 13 se obtuvieron estructuras con forma de agujas de 3-4 micras de longitud, y a pH = 14 se obtuvieron nanorodillos con forma de conos truncados. Nuestro estudio de CL reveló que los nanorodillos presentan una emisión de borde de banda centrada en 390 nm y una intensa emisión de defectos centrada en 600 nm. Los nanorodillos sintetizados con 12 ml de surfactante (etilen diamina) y pH = 13 presentan una mayor intensidad relativa de la emisión de borde de banda, lo que indica que poseen mayor calidad cristalina que los sintetizados con diferentes concentraciones de surfactante. Este resultado se soporta en la homogeneidad morfológica de los nanorodillos observada por SEM.
Agradecimientos
Proyecto PAPIME PE100409, PAPIIT-UNAM (IN107208).
Universidad de las Américas Puebla, Cholula Puebla
Centro de Nanociencias y Nanotecnología-UNAM Ensenada, BC
El ZnO posee propiedades catalíticas, semiconductoras, optoelectrónicas y piezoeléctricas que le convierten en uno de los materiales más prometedores para la fabricación de dispositivos emisores de luz, transistores, láseres UV, sensores químicos, guías de onda, y celdas solares1. Dado que la síntesis de nanoestructuras de este semiconductor posibilita el incrementar su brecha de energía prohibida y su eficiencia cuántica,2 existe un enorme interés por mejorar los método de crecimiento actuales. Entre los métodos químicos para la síntesis de nanoestructuras de ZnO se encuentra el método hidrotermal, que ofrece las ventajas de ser económico, operar a baja temperatura (100 C) y permitir sintetizar una gran variedad de nanoestructuras impurificadas con otros elementos.3,4 Las desventajas de este método radican principalmente en la incorporación indeseada de impurezas y en la inhomogeneidad de la morfología de las nanoestructuras obtenidas.
En este trabajo se hace un estudio sobre el efecto del pH, del tipo de surfactante usado y la concentración de este en la síntesis hidrotermal de nanorodillos de ZnO. Las muestras obtenidas fueron caracterizadas por microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía de energía dispersa (EDS) y Catodoluminscencia (CL). Se demuestra que el efecto del surfactante impacta de manera significativa en la morfología de los nanorodillos, ya que a bajas concentraciones se obtiene una morfología irregular de los cristalitos de ZnO, mientras que el surfactante a altas concentraciones impide la nucleación del ZnO. Hemos demostrado además que el pH modifica ligeramente la morfología de los nanorodillos. A pH = 13 se obtuvieron estructuras con forma de agujas de 3-4 micras de longitud, y a pH = 14 se obtuvieron nanorodillos con forma de conos truncados. Nuestro estudio de CL reveló que los nanorodillos presentan una emisión de borde de banda centrada en 390 nm y una intensa emisión de defectos centrada en 600 nm. Los nanorodillos sintetizados con 12 ml de surfactante (etilen diamina) y pH = 13 presentan una mayor intensidad relativa de la emisión de borde de banda, lo que indica que poseen mayor calidad cristalina que los sintetizados con diferentes concentraciones de surfactante. Este resultado se soporta en la homogeneidad morfológica de los nanorodillos observada por SEM.
Agradecimientos
Proyecto PAPIME PE100409, PAPIIT-UNAM (IN107208).
Referencias:
[1] Joydepp Dutta, Sunandan Baruah, “Hydrothermal growth of ZnO nanostructures”, Science and Technology of Advanced Materials 10 (2009) 013001
[2] Yu C. Chang and Lih j. Chen. “ZnO nanoneedles with enhanced and sharp ultraviolet cathodoluminescence peak”, J Phys. Chem. C 2007, 111, 1268-1272.
[3] Young Mu Oh, Kyung Moon Lee, Kyung Ho Park, “Correlating Luminescence from individual ZnO Nanostructures with electronic Transport Characteristics”, Nanoletters 2007, Vol 7, No. 12 3681-3685.
[4] L. N. Dem’yanets, T. G. Uvarova, “Zinc Oxide: Hydrothermal growth of nano and bulk crystals and their luminescent properties”, J. Mater Sc. 41 (2006) 1439-1444
[1] Joydepp Dutta, Sunandan Baruah, “Hydrothermal growth of ZnO nanostructures”, Science and Technology of Advanced Materials 10 (2009) 013001
[2] Yu C. Chang and Lih j. Chen. “ZnO nanoneedles with enhanced and sharp ultraviolet cathodoluminescence peak”, J Phys. Chem. C 2007, 111, 1268-1272.
[3] Young Mu Oh, Kyung Moon Lee, Kyung Ho Park, “Correlating Luminescence from individual ZnO Nanostructures with electronic Transport Characteristics”, Nanoletters 2007, Vol 7, No. 12 3681-3685.
[4] L. N. Dem’yanets, T. G. Uvarova, “Zinc Oxide: Hydrothermal growth of nano and bulk crystals and their luminescent properties”, J. Mater Sc. 41 (2006) 1439-1444
3 comentarios:
great!!! gracias
Felicidades Roberto!
Creo que es un muy buen trabajo.
Saludos y hasta pronto!!
Gracias, Saludos a todos
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