Morphological and Optical Properties of Porous Silicon

In this work photo-electrochemical etching was used to synthesize uniform and non-uniform macro porous silicon from n-type with orientation (100). Specimens were anodized in a sol of 25% HF: C2H2OH at 1:1 rate. Morphology and porosity of the samples were studied. Optical characteristics (reflection and photoluminescence) of PS samples by changing current density (10, 12, 14 and 16 mA/cm2 ) for fixed etching time (8min) and power density (17mW/cm2 ) by using red laser illumination wavelength (645nm) were investigated. Porous silicon samples imaged via scanning electron microscope (SEM), which showed the topography of silicon surface and pores distribution

Producción y caracterización optoeléctrica de películas delgadas de ZnSe preparadas por evaporación en alto vacío

En este trabajo se depositaron muestras de Seleniuro de Zinc (ZnSe) sobre vidrio, utilizando la técnica de evaporación en alto vacío. Las muestras fueron caracterizadas optoeléctricamente con medidas de transmitancia y fotoconductividad. Los espectros de transmitancia se simularon teóricamente y de la simulación se determinó el índice de refracción, el coeficiente de absorción y el gap óptico del material (alrededor de 2.66 eV). En las medidas de fotoconductividad se encontró una respuesta espectral amplia del material principalmente en el rango visible del espectro electromagnético (300-800 nm). Finalmente, se propone un modelo teórico para la fotoconductividad con el fin de analizar cómo afectan los distintos parámetros involucrados en este fenómeno al ser modificados. Para la aplicación del modelo se utilizaron los coeficientes de absorción calculados a partir de las medidas de transmitancia y se variaron otros parámetros como la longitud de difusión, la velocidad de recombinación, la movilidad o el tiempo de vida.In this work samples of Zinc Selenide (ZnSe) were deposited on glass, using the technique of high vacuum evaporation. The samples were characterized optoelectrically by means of measurements of transmittance and photoconductivity. The transmittance spectra was theoretically simulated and, from the simulation, the refractive index, the absorption coefficient and the optical gap of the material (about 2.66 eV) were determined. In the photoconductivity measurements, a wide spectral response of the material was found mainly in the visible range of the electromagnetic spectrum (300-800 nm). Finally, a theoretical model for photoconductivity is proposed in order to analyze how they affect the different parameters involved in this phenomenon when they are modified. For the application of the model, the absorption coefficients calculated from the transmittance measurements were used and other parameters were varied such as diffusion length, recombination speed, mobility or life time.Maestrí

Propiedades optoeléctricas de películas delgadas de compuestos II-VI producidas por evaporación coaxial en alto vacío

En este trabajo se prepararon películas delgadas de ZnSe, ZnTe y del material ternario ZnSe1-xTex con diferentes composiciones. Además de realizar un estudio de los materiales preparados por esta técnica, se pretendía preparar materiales ó construir estructuras que tuvieran respuestas espectrales amplias de fotoconductividad o fotoluminiscencia en el espectro visible, esto se logró utilizando materiales ternarios o estructuras en las que se incluyeron muestras de silicio poroso. Las películas delgadas de los compuestos II-VI se fabricaron por evaporación térmica en alto vacío, utilizando un sistema de evaporación coaxial de grafito que permite evaporar los materiales binarios o los materiales ternarios con composición controlada. Las muestras de silicio poroso se fabricaron por anodización electroquímica. Para el soporte de las películas se emplearon sustratos de vidrio, silicio y silicio poroso. Se determinó la influencia de los parámetros de depósito sobre la composición, propiedades estructurales, morfológicas, ópticas y opto-eléctricas de los materiales, utilizando técnicas de caracterización como EDX, difracción de rayos X, SEM, transmitancia óptica en el visible, fotoluminiscencia y fotoconductividad espectral. Utilizando un proceso de simulación de los espectros de transmitancia Se determinó la variación espectral del índice de refracción del coeficiente de extinción y adicionalmente se determinó la brecha de energía prohibida de los materiales. Se encontró que los materiales crecen con estructura cúbica, tienen brechas de energía prohibida o gap del semiconductor de 2.60 eV y 2.25 eV para los materiales binarios ZnSe y ZnTe respectivamente y en los materiales ternarios se encontró que dependiendo de la composición de la muestra, el gap se puede variar controladamente durante el proceso de evaporación entre 3.03 eV y 3.28 eV. Se encontraron respuestas espectrales amplias en el visible en los espectros de fotoconductividad comprendidos entre 320 y 900 nm para los materiales ternarios y en la estructuras con silicio poroso comprendidos entre 300 y 900 nm. El ancho y posición de la señal fotoconductora se puede controlar en este intervalo espectral durante el proceso de preparación de los materiales. Los espectros de fotoluminiscencia abarcan la región comprendida entre 350 y 700 nm a temperatura ambiente.Abstract. ZnSe, ZnTe and the ternary material ZnSe1-xTex with different composition x were prepared in this work in the form of thin films. The purposes of this work was to study the materials from the physical point of view and to obtain materials or build structures with wide spectral responses of photoconductivity or photoluminescence. This was done using the ternary materials and structures in which were included the ternary material and porous silicon thin films. The II - VI thin films were prepared by high vacuum thermal evaporation. The evaporation source used in this work allows to depositing the binary or the ternary material with the suitable composition using a single evaporator. The porous silicon thin films were prepared by electro-chemical anodization. For the support of the thin films were used common glass, silicon and porous silicon substrates. The influence of the deposition parameters on the composition and over the structural, morphological, optical and opt electrical properties was study. This was done using EDS, XRD, SEM, transmittance at the visible range and spectral photoconductivity and photoluminescence measurements. Using a simulation process of the transmittance spectra, the spectral variation of the refractive index and extinction coefficient were determined. The material gaps values were also obtained in the process. It was found that the materials has cubic structure and gap values of 2.60 eV and 2.25 eV for the binary materials ZnSe and ZnTe respectively and in the ternary materials it was found that depending on the sample composition the gap could be has values between 3.03 and 3.28 eV. Wide spectral regions of the photoconductivity signal between 320 and 900 nm were found for the ternary materials and in the fabricated structures with porous silicon between 300 and 900 nm. The signal wide and position could be controlled through the deposition conditions. Room photoluminescence signals were obtained between 350 and 700 nm in the ternary material.Doctorad