2. Maestría

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Modelamiento de las propiedades óptico-eléctricas de películas delgadas de óxido de indio dopado con estaño: una evaluación crítica
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-10-31) Piñeiro Sales, Miguel; Guerra Torres, Jorge Andres
Las películas de óxido de indio dopado con estaño fueron producidas por pulverizaci ón catódica de radio frecuencia sobre sustratos de sílice fundida en condiciones de baja temperatura de sustrato. Las muestras fueron tratadas térmicamente dentro de una atmósfera inerte a diferentes temperaturas para evaluar la evolución de las constantes ópticas y propiedades electricas respecto a la temperatura de calentamiento, con la nalidad de proporcionar un rango más amplio de las propiedades ópticas y eléctricas del material. Se evalúan los modelos de Drude, Hamberg y Sernelius para la absorción de portadores de carga en la región infrarroja y la capacidad de determinar la resistividad eléctrica a partir de medidas de transmitancia óptica. La resistividad eléctrica, composición elemental, índice de refracción, coe ciente de extinci ón, energía de Urbach, ancho de banda óptico, tamaño de grano y el parámetro de red se determinaron sistemáticamente a través de las técnicas de van der Pauw, espectroscopía de rayos x de energía dispersiva, transmitancia óptica, y difracción de rayos x para cada temperatura de recocido. Adicionalmente, se realizaron medidas de efecto Hall y elipsometría espectral en una muestra sin tratamiento térmico y una muestra recocida, para nes comparativos. Finalmente, se evalua el corrimiento de Burstein-Moss con los parámetros obtenidos.
La relación intrínseca entre la descripción del ancho de banda y las propiedades térmicas en semiconductores : el caso del a- Si:H E In2O3
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-07-05) Ventura Ponce, Enrique Eduardo; Guerra Torres, Jorge Andres
En la literatura los análisis ópticos y térmicos presentan una desconexión, a pesar de tener un gran ámbito en común desde el punto de vista teórico. La evolución del ancho de banda respecto de la temperatura es un factor muy importante al momento de determinar dicha conexión, ya que, a través de la interacción electrón-fonón se puede derivar la temperatura de Debye que es el nexo entre el ancho de banda óptico y los efectos térmicos. Tal es así que aquí se presentan diferentes teorías, como son las propuestas por Ullrich, O’leary, Jackson, Guerra, y Zanatta para estudiar la absorción en semiconductores, y sus versiones extendidas: Tauc-Lorentz, O’leary- Lorentz o Guerra-Lorentz. Para los efectos térmicos se exploran ajustes que provienen de la interacción de los fonones como son los de los modelos de Varshni, Pässler o Bose-Einstein que describen el comportamiento del ancho de banda óptico con la temperatura del material. Este nexo entre los efectos ópticos y térmicos es aplicado después en los materiales semiconductores como el a-Si:H e In2O3, que son, entre otros, importantes para el desarrollo de tecnologías fotovoltaicas como celdas solares o transistores (ITO). Finalmente probamos que los resultados ópticos y térmicos guardan una buena concordancia, que da lugar a nuevos tipos de acercamientos experimentales a ambas propiedades.
Caracterización óptica y electroquímica de películas delgadas de carburo de silicio amorfo y carburo de silicio amorfo hidrogenado
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-02-02) Muñoz Zuñiga, Aissa Olenka; Guerra Torres, Jorge Andres
En el presente trabajo de tesis se presenta el estudio de las propiedades ópticas y electroquímicas de las películas delgadas de carburo de silicio amorfo y carburo de silicio amorfo hidrogenado. Las películas fueron fabricadas mediante la técnica de pulverización catódica de radiofrecuencia en una atmosfera de argón e hidrógeno sobre sustratos de silicio y de sílice fundida. Se evaluó el impacto de hidrógeno al introducir un flujo de 3 sccm durante el proceso de deposición de las películas de a-SiC y el impacto de un tratamiento químico, antes y después de la inmersión de las películas delgadas de a-SiC y a-SiC:H en una solución de ácido sulfúrico 1M durante 96 horas. Se utilizaron métodos y modelos apropiados para recuperar el índice de refracción, el coeficiente de absorción, el espesor, la energía de Urbach y el ancho de banda de las películas delgadas, a partir de mediciones de transmitancia óptica por espectroscopia UV-VIS. El efecto de la superposición de las colas de Urbach en la región de absorción fundamental solo es tomado en consideración por el modelo de fluctuaciones de banda, por lo cual se considera que los valores del ancho de banda determinados por este modelo son más precisos. Las propiedades vibratorias de los diferentes enlaces que forman las estructuras de a-SiC y a-SiC:H se obtuvieron a partir de mediciones de espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier. Con el ingreso de hidrógeno, se revela la aparición de los picos de Si-CH, Si-H y C-H, adicionales a los picos de Si-O y Si-C característicos de a-SiC. Luego del tratamiento químico, se reporta el inicio de un proceso de oxidación en ambas estructuras, siendo verificado a partir de la densidad de enlaces y de la aparición de 4 picos en la región de 790 cm-1 – 1200 cm-1 para el a-SiC. La interfaz semiconductor – electrolito se caracterizó a partir de mediciones de espectroscopia de impedancia electroquímica. Los diagramas de Nyquist revelan la contribución de la región de espacio de carga del SiC y de la capa de óxido nativo que se forma sobre el SiC. Las contribuciones capacitivas y resistivas de las muestras se evaluaron a partir de la obtención de un circuito equivalente que representa los sistemas estudiados

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