Influencia del tratamiento térmico en las propiedades estructurales y ópticas de nanoestructuras basadas en óxidos de cobre

Abstract

Este trabajo muestra la influencia de diferentes condiciones de tratamientos térmicos sobre el crecimiento de nanoestructuras de óxidos de cobre, las cuales se forman al someter una película de cobre de 388 ± 7 nm de espesor a una temperatura de 400 °C en atmósfera de aire. Las capas delgadas de cobre se crecieron sobre sustratos de silicio, mediante la técnica de evaporación térmica. Los parámetros involucrados en este estudio son: la condición inicial para la cual las muestras llegan a 400 °C, es decir, con rampa y sin rampa de calentamiento y el tiempo de recocido.  Basándose en los resultados obtenidos por microscopía electrónica de barrido y difracción de rayos X, fue posible establecer que los tratamientos térmicos, generan un cambio tanto en la estructura cristalina como en la morfología de la capa de Cu, mediado por la formación de nanoestructuras de carácter mixto, conformadas por una mezcla de fases referentes a Cu metálico, Cuprita (Cu2O) y Tenorita (CuO), siendo el CuO la fase mayoritaria en todas las muestras nanoestructuradas. El tamaño de grano promedio se encuentra en un rango entre 21 – 53 nm y muestra una dependencia con el tipo de tratamiento térmico. Por otra parte, las propiedades ópticas del material fueron evaluadas por espectroscopia UV-VIS, evidenciando bandas de absorción en ambas regiones (ultravioleta y visible), las cuales fueron analizadas por el método de extrapolación de Tauc; obteniendo valores para la banda prohibida entre (1.40 – 1.47) eV, asociados a una conductividad tipo-P propia de esta clase de óxidos metálicos semiconductores.