Jóvenes a la Investigación 2009 - CNyN - UNAM

Jóvenes a la Investigación 2009 615 de junio – 3 de julio del 2009Síntesis de nanorodillos de ZnO por el método hidrotermalRoberto González Rodríguez 1 , Manuel Herrera Zaldívar 21 Universidad de las Américas Puebla, Cholula Puebla2 Centro de Nanociencias y Nanotecnología-UNAM Ensenada, BCEl ZnO posee propiedades catalíticas, semiconductoras, optoelectrónicas y piezoeléctricasque le convierten en uno de los materiales más prometedores para la fabricación dedispositivos emisores de luz, transistores, láseres UV, sensores químicos, guías de onda, yceldas solares 1 . Dado que la síntesis de nanoestructuras de este semiconductor posibilita elincrementar su brecha de energía prohibida y su eficiencia cuántica, 2 existe un enorme interéspor mejorar los método de crecimiento actuales. Entre los métodos químicos para la síntesisde nanoestructuras de ZnO se encuentra el método hidrotermal, que ofrece las ventajas de sereconómico, operar a baja temperatura (100 C) y permitir sintetizar una gran variedad denanoestructuras impurificadas con otros elementos. 3,4 Las desventajas de este método radicanprincipalmente en la incorporación indeseada de impurezas y en la inhomogeneidad de lamorfología de las nanoestructuras obtenidas.En este trabajo se hace un estudio sobre el efecto del pH, del tipo de surfactante usado y laconcentración de este en la síntesis hidrotermal de nanorodillos de ZnO. Las muestrasobtenidas fueron caracterizadas por microscopía electrónica de barrido (SEM),espectroscopía de energía dispersa (EDS) y Catodoluminscencia (CL). Se demuestra que elefecto del surfactante impacta de manera significativa en la morfología de los nanorodillos,ya que a bajas concentraciones se obtiene una morfología irregular de los cristalitos de ZnO,mientras que el surfactante a altas concentraciones impide la nucleación del ZnO. Hemosdemostrado además que el pH modifica ligeramente la morfología de los nanorodillos. A pH= 13 se obtuvieron estructuras con forma de agujas de 3-4 micras de longitud, y a pH = 14 seobtuvieron nanorodillos con forma de conos truncados. Nuestro estudio de CL reveló que losnanorodillos presentan una emisión de borde de banda centrada en 390 nm y una intensaemisión de defectos centrada en 600 nm. Los nanorodillos sintetizados con 12 ml desurfactante (etilen diamina) y pH = 13 presentan una mayor intensidad relativa de la emisiónde borde de banda, lo que indica que poseen mayor calidad cristalina que los sintetizados condiferentes concentraciones de surfactante. Este resultado se soporta en la homogeneidadmorfológica de los nanorodillos observada por SEM.AgradecimientosProyecto PAPIME PE100409, PAPIIT-UNAM (IN107208).Referencias:[1] Joydepp Dutta, Sunandan Baruah, “Hydrothermal growth of ZnO nanostructures”, Science and Technologyof Advanced Materials 10 (2009) 013001[2] Yu C. Chang and Lih j. Chen. “ZnO nanoneedles with enhanced and sharp ultraviolet cathodoluminescencepeak”, J Phys. Chem. C 2007, 111, 1268-1272.[3] Young Mu Oh, Kyung Moon Lee, Kyung Ho Park, “Correlating Luminescence from individual ZnONanostructures with electronic Transport Characteristics”, Nanoletters 2007, Vol 7, No. 12 3681-3685.[4] L. N. Dem’yanets, T. G. Uvarova, “Zinc Oxide: Hydrothermal growth of nano and bulk crystals and theirluminescent properties”, J. Mater Sc. 41 (2006) 1439-1444Centro de Nanociencias y Nanotecnología de la UNAMEnsenada, BC, México