Estudio de las propiedades estucturales y ópticas de sistemas multicapas de HfO2 impurificadas con iones trivalentes de tierras raras

Abstract

En la actualidad, el desarrollo de los semiconductores nanoestructurados, ha tenido avances sorprendentes, en cuanto a su utilización en dispositivos electrónicos y optoelectrónicos. Entre las estructuras más estudiadas, se encuentra los puntos cuánticos, nanocables, nanocúmulos, y guías de onda, dado que han mostrado su potencial como precursores de la nano-electrónica, nano-optoelectrónica, y desde luego de la nano-fotónica, en cuyo campo se ha buscado desarrollar nano-láseres, fotodetectores, amplificadores ópticos más eficientes, dosímetros termoluminiscentes, basados en materiales organometálicos, con compuestos de dióxido de hafnio impurificados con tierras raras, o dióxido de silicio, por mencionar algunos. En este el proyecto de investigación que se propone para cumplir con el programa de Doctorado en Tecnología Avanzada, la parte fundamental, la compone el estudio de las propiedades estructurales y ópticas como: composición química, estados de oxidación, rugosidad, respuesta fotoluminiscente (Photoluminescence-PL), y termoluminiscencia (TL), de matrices de dióxido de hafnio impurificadas con tierras raras, depositadas en sistemas multicapa, sobre substratos de silicio (Si) y de cuarzo (SiO2), mediante la técnica de rocío pirolítico; con el fin de obtener nanoestructuras con alta respuesta óptica, y sensibles a la radiación ionizante, que pueden ser utilizadas en aplicaciones como la fotónica, y en el campo de las radiaciones. Estudiar y analizar la relación entre las respuestas PL y de ganancia y/o pérdida ópticas, y los parámetros de excitación, transporte y almacenamiento de carga, así como la posible existencia de nc-Hf embebidos en las matrices. ABSTRACT Currently, the development of the nanostructured semiconductor, has had surprisingprogress, in terms of their use in electronic and optoelectronic devices. The most studied structures, include quantum dots, nanowires, nanocumulus, and waveguides, since they have shown their potential as precursors of the Nano-electronics, nanooptoelectronics, and of course nano-photonics, in whose field is has sought to develop nano-lasers and Photodetectors, more efficient optical amplifiers, thermoluminiscent dosimeters, based on organometallic materials, as a hafnium dioxide (HfO2), or silicon dioxide thin films doped with rare earths, to name a few. In the this research project, which intends to comply with the doctoral program in advanced technology, the main part, comprises it the study of structural and optical, properties including: chemical composition, oxidation states, roughness, photoluminescent (PLPhotoluminescence), thermoluminescence (TL), of hafnium dioxide matrix, doped with rare earths, deposited in systems multilayer substrates on Silicon (Si) and quartz (SiO2) substrates, by spray pyrolysis technique; in order to obtain nanostructures with high optical response and sensitive to ionizing radiation, that could be used for application in photonics and the radiation field. Study and analyze the relationship between synthesis parameters, and PL and TL responses, and gain and/or optical loss, as well as the possible existence of nc-Hf embedded in the HfO2 matrix.