En la fabricación de dispositivos electrónicos es muy importante el proceso de síntesis y caracterización de los materiales semiconductores y en este artículo les hablaré del semiconductor binario ZnSe. Este ha sido usado en la fabricación de diodos emisores de luz en el rango de 400-450 nm al combinarlo con el ZnS. Veamos cómo es el proceso de síntesis de este material y su uso en LED.
La etapa en la que me encuentro ahora es tratar de seleccionar una metodología para fabricar cualquier tipo de dispositivo optoelectrónico: celda solar en bulk o películas delgadas, diodo emisor de luz, sensor de temperatura o sensor de gases, utilizando las diferentes técnicas de síntesis que les he mencionado en mis artículos anteriores. En esta publicación veremos el caso de un semiconductor que ha sido preparado por medio de distintas técnicas físicas y químicas con posible aplicación en dispositivos ópticos y emisores de luz, como lo es el semiconductor binario Seleniuro de Zinc (ZnSe).
Semiconductor Binario ZnSe.
Este material semiconductor binario (ZnSe) es de color amarillo, el lingote pulido deja ver con nitidez a través del mismo, por lo cual es utilizado como ventana óptica y en diodos emisores de luz de color azul debido a que su brecha de energía es de 2,7 eV.
@iamphysical, Programa Diamond 3.Zinc metálico. Original de W. Oelen.
Selenio metálico. Original de W. Oelen
Seleniuro de Zinc
Tenemos una oblea del semiconductor binario ZnSe obtenida por síntesis en fusión directa de los elementos químicos Zn y Se pesados estequiométricamente usando un horno vertical de 1 zona, y en un ensayo de síntesis por transporte químico en un horno horizontal de 2 zonas de temperatura. El aspecto físico es el que se muestra en la primera imagen de esta publicación, con el color característico amarillo y una brecha de energía de 2,67 eV medida por Espectroscopia Elipsométrica.
Basándome en el artículo de Wasim, realicé un ensayo de síntesis de nanopartículas de ZnSe partiendo de los elementos químicos de alta pureza de Zinc y Selenio con Etilendiamina como sustancia acomplejante.
El líquido tenía un color rojizo debido a la reacción del Selenio, en la superficie y en el fondo se observa un producto que va decantando con el tiempo.
Después del proceso de lavado y filtrado me di cuenta que no ocurrió la reacción deseada y el Zinc estaba intacto, mientras que el Selenio reaccionó con la Etilendiamina.
Polvo del semiconductor ZnSe.
Original de iamphysical
Ya cuento con ZnSe que puedo depositar en forma de películas delgadas mediante el procedimiento de spin coating y un polímero de PVDF al 10%. Con esto haré algunos ensayos de conductividad eléctrica y medidas de absorción óptica para determinar los parámetros correspondientes a temperatura ambiente.
Creo que ha sido la experiencia adquirida durante muchos años que me he acostumbrado a realizar la síntesis por fusión directa de los elementos químicos, por lo cual obtenía buenos lingotes y excelentes resultados de investigación. También me enfocaba en la investigación básica de estos materiales y no en su aplicación tecnológica como o es la fabricación de dispositivos sin contar con los equipos apropiados, por lo que no he tenido los resultados esperados en los primeros ensayos, pero ya tomé la experiencia de otros grandes científicos que tampoco les fue muy bien en los primeros ensayos, así que seguiré adelante. Espero tener éxito a futuro cercano para desarrollar el prototipo de un dispositivo optoelectrónico que funcione bien.
Hasta pronto mis estimados amigos de stem-espanol y de la comunidad científica steemstem.
