López R. ^*, Díaz T., García G., Rosendo E., Galeazzi R. y Juárez H.

CIDS-ICUAP, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla 14 sur y Av. San Claudio,Edif. 137, Puebla 72570, Pue. México. *lorr810813@gmail.com

Recibido: 17 de enero de 2011;
Aceptado: 1 de agosto de 2011

Se obtuvieron compósitos de óxido de Zinc-óxido de Silicio fuera de estequiometría (ZnO-SiO_x) por la técnica de depósito químico en fase vapor catalítico (Cat-CVD) a una temperatura de depósito de 950 ⁰C. Los experimentos se llevaron a cabo en el rango de 800-1100 ⁰C. Del análisis por difracción de rayos-X (XRD) y espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), se encontró que a 800 ⁰C se obtiene la fase de ZnO pura. Se observó que con el incremento de la temperatura de depósito, la estructura del material comienza a ser dominada por el SiO_x hasta que solo se obtiene esta fase a 1100 ⁰C. Sin embargo, se encontró que a 950 ⁰C se obtiene el compósito de ZnO-SiO_x. El cambio gradual de fase se asoció a la re-evaporación de Zinc (Zn) y al incremento en la movilidad superficial de los átomos de silicio (Si) al aumentar la temperatura. Los espectros de fotoluminiscencia (FL) muestran dos bandas de emisión: una desde 450 hasta 700 nm, y otra banda amplia de 600 a 1100 nm aproximadamente. Estas emisiones son relacionadas generalmente con transiciones radiativas debidas a la presencia de vacancias de oxígeno (V_o) en el ZnO y nanocristales de Si en el SiO_x.

Palabras clave: Compósitos; ZnO-SiO_x; Cat-CVD; Fotoluminiscencia; XRD.

Abstract

Zinc oxide- non-stoichiometric silicon dioxide (ZnO-SiO_x) composites were obtained by catalytic chemical vapor deposition (Cat-CVD) technique at 950 ⁰C. The experiments were carried out in the range of 800-1100 ⁰C. From X-ray diffraction (XRD) and Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR) analyses, we found that pure ZnO phase is obtained at 800 ⁰C. It was observed that increasing deposit temperature, the structure of deposited material is beginning to be dominated by SiO_x until to 1100 ⁰C, single amorphous SiO_x phase is obtained. However, it was found an intermediate temperature (950 ⁰C) to obtain ZnO-SiO_x composite. The gradually phase shift was attributed to both zinc (Zn) re-evaporation, and increased surface mobility of silicon (Si) atoms. Photoluminescence (PL) spectra showed two emission bands: one from 450 until 700 nm, and the other, a broad band from 600 to 1100 nm approximately. These emissions are generally related with oxygen vacancies (V_o) in ZnO and Si nanocrystals in SiO_x.

Keywords: Ccomposite; ZnO-SiO_x; Cat-CVD; Photoluminescence; XRD.

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Nota

The Editors thank to the Physics Department of the Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN for the support in the publication of this issue, and the cooperation of M en C. Alejandra García Sotelo and Eng. Erasmo Gómez.