Preparación electroquímica de semiconductores. (Parte 1)

Saludos estimados amigos de steemit.

En esta ocasión en mi segundo post les traigo un interesante tema sobre la preparación de películas delgadas de semiconductores por vía electroquímica, la preparación de materiales semiconductores tradicionalmente se han llevado a cabo por metodologías físicas que conllevan tiempo largos de preparación y altos costos. Aunque la electroquímica ha tenido un papel modesto en el campo de los semiconductores y ahora comienza a definirse su potencialidad y versatilidad en la síntesis (económica y masiva), modificación, evaluación, usos y aplicaciones de estos dispositivos. Una de las promesas en este desarrollo es el uso de la electroquímica para la conversión directa de energía química, térmica y solar en energía eléctrica, con incrementos de eficiencia en su conversión.

La electrodeposición de materiales semiconductores se pueden realizar a través de diferente técnicas electroquímicas, en el esquema 1 se presenta algunas de las más utilizadas, la elección de la técnica a ser usada dependerá del semiconductor especifico de interés y de la evaluación previa de sus precursores, esta evaluación cual nos permitirá determinar los potenciales de reducción y oxidación de los elementos precursores a través de técnicas tales como: Voltamperometría cíclica y Voltamperometría lineal, una vez conocido los valores de dichos potenciales, se podrá decidir el valor del pulso potencial que se debe aplicar para la preparación de los materiales. El uso de las técnicas de electrodeposición para la preparación de películas semiconductoras son atractivas porque nos brinda la posibilidad de controlar con exactitud la estequiometría de los materiales, permitiendo de así controlar el tipo de conductividad en aquellos materiales que presentan los dos mecanismo de conducción, adicionalmente se obtienen películas con alta cristalinidad en tiempos corto y temperaturas bajas, reduciendo así los costo de preparación de los materiales

Esquema 1.- Técnicas electroquímicas para electrodeposición de semiconductores.

En la preparación de semiconductores por electrodeposición se han usado básicamente dos metodologías, la primera de estas es la co-deposición de los elementos precursores, en este caso es preparada una solución que contiene los tres precursores, la segunda metodología consiste en depositar los precursores por separados y luego aplicarle un tratamiento térmico a la placa obtenida (ver figura 1), este ultimo por lo general se lleva a cabo a temperaturas relativamente bajas comparada con las utilizadas en los métodos físicos y tiempo cortos, la electrodeposición se puede realizar sobre cualquier material conductor que sea de interés para el experimentalistas, unos de los materiales más usado son los óxidos conductores transparentes, tales como; oxido de indio estaño (ITO, siglas en ingles), oxido de estaño dopados con flúor (FTO, siglas en ingles) y oxido de zinc. dopados.

Figura 1.- A) deposición secuencial, B) metodología de co-deposición 1

Lo equipos usados para realizar dichos procedimientos, consiste en un potenciostato/galvanostato acoplado a una computadora para el registro y adquisición de datos y una celda electroquímica de un compartimiento y tres electrodos.

Figura 2.- A) potenciostato/galvanostato, B) Celda electroquímica de un compartimiento y tres electrodos

Bibliografía
1). Dalchiele, E. A.; Cattarin, S.; Musiani, M. M. Preparation of CdIn2Se4 Thin Films by Electrodeposition. J. Appl. Electrochem. 1998, 28, 1005–1008.