Proyecto
EVALUACIÓN
Y DETERMINACIÓN DE PROPIEDADES ELÉCTRICAS EN SEMICONDUCTORES
Objetivo general
–Determinar
el comportamiento eléctrico en semiconductores, mediante la evaluación
de la variación del transporte de carga eléctrica con la
temperatura, para su posterior aplicación en el diseño de
circuitos.
Objetivos
particulares
•Preparar
materiales en película delgada por los métodos de rocío
ultrasónico y neumático.
•
•Colocación
de electrodos por el método de evaporación al vacío.
•Caracterizar
los materiales sintetizados mediante técnicas como la espectroscopía
electrónica y la espectroscopía IR.
•Evaluar
propiedades eléctricas y fotoluminiscentes en películas delgadas.
•
•Evaluar
características de dispositivos electroluminiscentes.
Justificación
Se
busca por el estudio de estas estructuras el desarrollo de un nuevo tipo
de estructuras electroluminiscentes, que debido a sus características
físicas y de consumo de potencia, en futuro puedan reemplazar a
los sistemas luminiscentes comúnmente usados, como de cristal líquido,
de plasma y flourescentes en vacío.
Avanzar
mediante el estudio de las características físicas y eléctricas
de las estructuras electroluminiscentes en el desarrollo y proyección
de esta tecnología como la ilumincación del futuro, haciendo
frente a los retos de: aumento de eficiencia y tiempo de vida, reducción
de voltajes y frecuencias de operación así como reducción
de costos de producción.
Hoy en día
la electroluminiscencia ve sus aplicaciones en productos como pagers, celulares,
relojes, computadoras portátiles, y en general cualquier dispositivo
que utilice una pantalla o dispositivos decorativos y de iluminación.
Adquirir
conocimiento, por medio de un método representativo, del proceso
de creación de estructuras semiconductoras. Además, conocer
la forma de caracterización física de este tipo estructuras,
así como de medir sus propiedades eléctricas y de luminiscencia.
Apoyo
a la investigación en México.
Organización
del Proyecto
Integrantes del
equipo
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Julián
Ángel Ruiz, estudiante de Ingeniería en Electrónica
y Comunicaciones en el ITESM Campus Ciudad de México, octavo semestre |
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| Francisco
Díaz de León Reyes, estudiante de Ingeniería en Electrónica
y Comunicaciones en el ITESM Campus Ciudad de México, octavo semestre. |
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Rogelio
Prado Pinelo, estudiante de Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones
en el ITESM Campus Ciudad de México, octavo semestre. |
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contacto:
Equipo Películas Delgadas
Localización:
El desarrollo del
proyecto se lleva a cabo tanto en los laboratorios de Electrónica
del ITESM Campus Ciudad de México, como en los laboratorios
de caracterización y creación de películas delgadas
del Instituto de Investigaciones en Materiales de la UNAM.
Asesores del proyecto:
En el ITESM Campus
Ciudad de México:
Dra. María
Elena Sánchez Vergara. Profesora del Departamento de Mecánica.
División de Ingeniería y Arquitectura.
En la UNAM:
Dr. Armando Ortíz
Rebollo. Investigador, Instituto de Investigaciones en Materiales.
Descripción
Durante el desarrollo
del proyecto se sintetizarán dispositivos electroluminiscentes en
películas delgadas, esto se realizará en el laboratorio de
depósitos del Instituto de Investigaciones en Materiales, bajo la
supervisión del Dr. Armando Ortiz Rebollo. Una vez realizada la
síntesis de las estructuras se procederá a la realización
de pruebas que ayuden a determinar las características de luminancia
y eficiencia de las mismas, para esto se utilizará el equipo de
los laboratorios de caracterización del Instituto de Investigaciones
en Materiales y los laboratorios de eléctronica del ITESM CCM.
Estado Actual
Se han sintetizado
de manera exitosa estructuras MISIM (Metal-Aislante-Semiconductor-Aislante-Metal)
por medio de los procesos de depósito por rocío ultrasónico
y neumático.
La estructuras MISIM
se sintetizan por medio de un apilamiento de películas delgadas
de distinto materiales, como se presenta en el siguiente diagrama:
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•Aislantes:
–Óxido
de titanio (TiO2)
–Óxido
de zirconio (ZrO2)
–Óxido
de aluminio (Al2O3)
•Semiconductor:
–Sulfuro
de zinc con manganeso (ZnS:Mn)
•Electrodos:
–Aluminio
(Al)
–Óxido
de Estaño impurificado con flúor (CCT).
|
La colocación
de electrodos metálicos en estos compuestos se ha realizado por
el método de evaporación.
Se han obtenido propiedades
eléctricas y de luminiscencia de las estructuras cuyo aislante es
óxido de aluminio (Al2O3):
-
Espectro de emisión
del dispositivo en película delgada. La estructura emite en el rango
entre 500 y 700 nm de longitud de onda, teniendo un pico en 550nm. En esta
longitud de onda el dispositivo produce una luz amarillo-verdosa.
-
Característica
Brillantez-Voltaje (L-M). Permite determinar la intensidad de la emisión
con respecto a la amplitud del voltaje con el que se alimenta la estructura.
Los resultados en este aspecto varían de acuerdo a la calidad y
grosor de las películas, la siguiente es una gráfica L-M
de uno de los electrodos de una de las estructuras:
- Caracterización
eléctrica de las estructuras. Por medio del circuito Sawyer Tower.
Este ofrece la posibilidad de determinar parámetros de interés
de la muestra tales como, voltaje de umbral del dispositivo (Vth), voltaje de
umbral de la capa luminiscente(VthF), carga transferida (Q), capacitancia del dispositivo
(Ct) y eficiencia del sistema.
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Diagrama
del Circuito Sawyer-Tower |
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Gráfica
obtenida por medio del circuito Sawyer-Tower |
Trabajo
futuro
En la
próxima etapa del proyecto, se trabajará con otro tipo de
compuestos, los conductores moleculares. Se realizarán estructruras
de películas delgadas utilizando conductores moleculares y se obtendrá
la respectiva evaluación de propiedades eléctricas de estos
dispositivos. Esto es de importancia ya que en la actualidad, se cuenta
solamente con caracterización de estos compuestos en polvo, no se
ha realizado ningún estudio del comportamiento de los mismos en
películas delgadas.
Última actualización: Marzo 2006
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