Estudo do Efeito de Transição de Fotocondutividade Negativa para Positiva em Filmes de Zn₁₋ₓCdₓO.

Abstract

Neste trabalho, foi investigado o efeito de fotocondutividade em filmes semicondutores de Zn₁₋ₓCdₓO crescidos por meio da técnica de Spray Pyrolysis (SP), variando “x” de 0,0 a 1,0. Foram realizados estudos de fotocondutividade, utilizando LED comercial com irradiação na faixa espectral do azul com energia 2,70eV, variando a temperaturas entre 77K e 300K, no Laboratório de Caracterização Eletro-óptica da Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI). Foi possível observar o efeito de fotocondutividade persistente (PPC) em todas as amostras da série e, além disso, a presença de uma transição de fotocondutividade positiva (PC) para negativa (NPC) com aumento das concentrações de Cd. Foram realizadas análises estruturais e morfológicos para verificar a influência do efeito de desordem das amostras nos efeitos de fotocondutividade. A partir da técnica de Microscopia de Força Atômica (AFM), para as amostras com concentração de x = 0;0 até 1;0 no Laboratório Associado de Sensores e Materiais (LAS) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), foram obtidas imagens da superfície das amostras com uma área de varredura de 10x10μm² e sua rugosidade. Também foram feitas análises de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), e observou-se que para a amostra com x = 0;25 as partículas estão distribuídas quase homogeneamente diferentemente das demais amostras. Essa amostra de x = 0;25 foi a que apresentou maior sensibilidade à luz e com um sinal quase livre de ruído em uma ampla faixa de temperatura. Além disso, foi observado que para temperaturas menores de 200K o efeito de persistência já não é mais notável. Após análise detalhada dos dados experimentais, foi verificado neste trabalho que o efeito de fotocondutividade persistente ocorre devido aos defeitos intrínsecos presente no óxido de zinco. Esses defeitos são reforçados pela introdução de átomos de Cd. A transição de positiva para negativa está relacionada com a desordem introduzida na estrutura do óxido de zinco que afeta os processos de geração e recombinação no sistema.