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En este trabajo se realizó el diseño y se desarrolló de una herramienta de software útil en el estudio de las propiedades ópticas de materiales semiconductores. Mediante este estudio es posible conocer si las películas delgadas semiconductoras no homogéneas sintetizadas son adecuadas para la fabricación de dispositivos semiconductores. Mediante el algoritmo desarrollado, basado en los métodos de Swanepoel, se logra estimar constantes ópticas de películas semiconductoras no homogéneas tales como: coeficiente de absorción (α), índice de refracción (n) y brecha de energía prohibida (Eg); además, se logra estimar la variación del espesor en ellas. Esta herramienta tiene como insumo la información en las curvas de transmitancia espectral resultantes de procedimientos experimentales. Se encontró que la herramienta propuesta ofrece un alto grado de confiabilidad y que, por tanto, se puede usar para estudiar las propiedades de películas delgadas semiconductoras que se utilicen en la fabricación de dispositivos semiconductores en diversas aplicaciones, entre ellas las energías limpias y renovables como son las celdas solares.

Mónica A. Botero Londoño, Universidad Industrial de Santander, Escuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y de Telecomunicaciones, Bucaramanga, Colombia.

https://orcid.org/0000-0003-1706-3182 

Deisy Y. Torres Celis, Universidad Industrial de Santander, Escuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y de Telecomunicaciones, Bucaramanga, Colombia.

https://orcid.org/0000-0001-9123-2269

Erik A Africano-Mejía, Universidad Industrial de Santander, Escuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y de Telecomunicaciones, Bucaramanga, Colombia.

https://orcid.org/0000-0002-3370-0156

Clara L Calderón-Triana, Universidad Nacional de Colombia, Departamento de Física, Bogotá, Colombia.

https://orcid.org/0000-0002-3149-2939

Alexander Sepúlveda- Sepúlveda, Universidad Nacional de Colombia, Departamento de Física, Bogotá, Colombia.

https://orcid.org/0000-0002-9643-5193

1.
Botero Londoño MA, Torres Celis DY, Africano-Mejía EA, Calderón-Triana CL, Sepúlveda- Sepúlveda A. Desarrollo de software para determinar constantes ópticas en películas delgadas semiconductoras no homogéneas. inycomp [Internet]. 26 de mayo de 2022 [citado 12 de marzo de 2025];24(02). Disponible en: https://revistaingenieria.univalle.edu.co/index.php/ingenieria_y_competitividad/article/view/11553

(1) REN21. 2021. Renewables 2021 Global Status Report (Paris: REN21 Secretariat). [Internet]. gsr 2021 full report en; [citado 12 octubre 2021]. Disponible en: https://www.ren21.net/reports/globalstatus-report/

(2) Poelman D, Philippe F. Methods for the determination of the optical constants of thin films from single transmission measurements: a critical review. J Phys D Appl Phys. 2003; 36(15): 1850-57. DOI: 10.1088/0022-3727/36/15/316

(3) Swanepoel R. Determination of the thickness and optical constants of amorphous silicon. J Phys E. 1983; 16(12): 1214-22. DOI: 10.1088/0022- 3735/16/12/023

(4) Swanepoel R. Determination of surface roughness and optical constants of inhomogeneous amorphous silicon films. J Phys E. 1984; 17(10): 896-903. DOI: 10.1088/0022-3735/17/10/023

(5) Vargas-Perea H, Rocha-González R, Botero-Londoño M, Sepúlveda-Sepúlveda A, Calderón-Triana C. Herramienta de software para determinar constantes ópticas en celdas solares tipo película delgada. Dyna (Medellín). 2018; 85(206): 321-28. DOI: 10.15446/dyna.v85n206.70003

(6) GANJOO, A y GOLOVCHAK, R. Computer program PARAV for calculating optical constants of thin films and bulk materials: Case study of amorphous semiconductors. En: Journal of Optoelectronics and Advanced Materials. Junio, 2008, vol. 10, Nro. 6. p. 1328-1332.

(7) CARICATO, A. P; FAZZI, A y LEGGIERI, G. A computer program for determination of thin films thickness and optical constants. En: Applied Surface Science. Julio, 2005, vol. 248, Nro. 1-4. p. 440-445.

(8) Moreno-Montoya L, Arango P. Caracterización estructural y morfológica de películas de ZnO crecidas sobre sustratos de vidrio. Dyna (Medellín). 2007; 74(151): 37- 45.

(9) Vallejo Lozada W. Desarrollo de materiales fotovoltaicos usados como ventana óptica en celdas solares [tesis doctoral en Internet]. Bogotá D C: Universidad Nacional de Colombia; 2011 [citada 12 mar 2021]. 75 p. Disponible en: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/7 728

(10) Yu PY, Cardona M, Fundamentals of Semiconductors: Physics and Materials Properties [Internet]. 4 a ed. New York: Springer; 2010 [citado 16 mar 2021]. 775 p. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-00710- 1

(11) Caricato AP, Fazzi A, Leggieri G. A computer program for determination of thin films thickness and optical constants. Appl Surf Sci. 2005; 248(1-4): 440-45. DOI: 10.1016/j.apsusc.2005.03.069

(12) National Renewable Energy Laboratory (NREL) [Internet]. Golden (Colorado): NREL; c2018. efficiency chart; [citado 18 mar 2021]. Disponible en: https://www.nrel.gov/pv/assets/images/effic iency-chart.png

(13) Aly S, Ahmed-Akl A. Influence of film thickness on optical absorption and energy gap of thermally evaporated CdS0.1Se0.9 thin films. Chalcogenide Lett. 2015; 12(10): 489- 96.

Recibido 2021-08-30
Aceptado 2021-11-13
Publicado 2022-05-26