Estudo de filmes de óxido de zinco para aplicação em diodos Schottky e PN híbridos - Ozório, Maíza da Silva [UNESP] (2020)
Dispositivos híbridos apresentam grande potencial para aplicação em sistemas fotovoltaicos, diodos emissores de luz e fotodetectores. Estruturas híbridas permitem combinar a versatilidade da estrutura química dos materiais orgânicos com as propriedades bem estabelecidas dos compostos inorgânicos. Para a deposição de materiais orgânicos, as técnicas de impressão são vantajosas destacando-se a spray pirólise, por sua versatilidade, baixo custo e fácil operação. Alguns semicondutores inorgânicos, como os obtidos por precursores orgânicos, também podem ser depositados por técnicas de impressão. Neste trabalho, foram estudados diodos PN híbridos, através da heterojunção de óxido de zinco (ZnO) com poli(3-hexiltiofeno) (P3HT), utilizando eletrodos de ouro e óxido de zinco dopado com alumínio (AZO). Além disso, realizamos um estudo complementar de diodos Schottky utilizando os semicondutores tipo-P e N, P3HT e o ZnO, respectivamente. O eletrodo transparente foi obtido por difusão térmica in-situ durante a deposição de acetato de zinco dihidratado sobre uma fina camada de alumínio. Mostramos que esse processo produz filmes de ZnO altamente dopado (Al:ZnO), denominado de AZO. Os filmes de AZO foram caracterizados via Difração de Raios-X (DRX), espectroscopia UV-vis, Raman, fotoluminescência (PL) e resistência de folha. Estes apresentaram transmitância acima de 95%, associado com uma resistência de folha inferior a 40 Ω/sq. Os valores de alta transmitância e baixa resistência são as propriedades mais importantes para os óxidos condutores transparentes, e esses valores estão na faixa necessária. A espectroscopia Raman mostrou que o processo de difusão é mais intenso na interface com o Al, diminuindo conforme o número de camadas de ZnO aumenta. O desempenho do eletrodo transparente de AZO foi avaliado através da caracterização do diodo Schottky e PN híbrido. Os diodos foram caracterizados por medidas de corrente elétrica e capacitância em função da voltagem e apresentaram valores de parâmetros em concordância com a literatura, que serviram de referência para as análises dos dados. Os valores da altura da barreira (ΦB), resistência em série (RS) e potencial built-in (V0), dos diodos PN híbridos, foram: 0,7 eV; 4,7 kΩ e 1,8 V, respectivamente. Esses resultados, associados ao uso do eletrodo de AZO, são promissores para aplicações em fotodetectores.