Calcogenuros de germanio como precursores moleculares en electrodos transparentes

Abstract

Las propiedades de la estructura electrónica de los elementos del grupo 14 y grupo 16, han dado como resultado una variedad de sistemas mixtos denominados semiconductores de los grupos 14−16. Las propiedades electrónicas de brecha de banda, o bandgap (0.25 - 3.5 eV), de dichos sistemas son de interés para aplicaciones en ámbitos como la electrónica, optoelectrónica y tecnologías fotovoltaicas. Como ejemplo se tienen el óxido de estaño dopado con flúor (SnO2:F; FTO) o indio dopado con estaño (In2O3:Sn, ITO), los cuales son relevantes por sus conductividades y transmitancias características. Ambos materiales se consideran óxidos conductores transparentes (TCO) los cuales forman parte de un conjunto más amplio denominado materiales conductores transparentes (TCM). En general, para la preparación de TCM, la mayoría del las rutas de síntesis existentes mantienen costos muy elevados tanto energéticamente como de materias primas. Un planteamiento de síntesis química para contrarrestar los costos es el aislamiento de precursores moleculares de compuestos organometálicos. Con ello, se tiene la ventaja de aislar compuestos solubles en disolvente orgánicos y un mejor control de la relación molar de los elementos objetivos. Una característica electrónica inherente en un TCM es la accesibilidad a una estructura electrónica de tipo (n − 1)d10ns0 (n  4) para conseguir una buena conductividad eléctrica. Un ejemplo de un elemento que puede complir con estas característica es el germanio, cuando se encuentra en su forma Ge(IV). El interés en la química de germanio se fundamenta en las propiedades como semiconductor y la disponibilidad de números de oxidación Ge(II) y Ge(IV). Para ello se utilizó el ligando tipo pinza OCO L= 2,6-(iPr2OCH2)2(C6H4) con el cual se sintetizaron los compuestos LLiCl, LGeCl, LGe(S)Cl y LGe(Se)Cl, lso cuales fueron caracterizados por técnicas de resonancia magnética nuclear y difracción de rayos-X de monocristal. El compuesto LGeCl se estudió como posible precursor de fuente única para TCOs generando capas delgadas con la técnica “spin coatting”. Todas las deposiciones formaron capas homogéneas y fueron caracterizadas con técnicas de EDX, las cuales dieron como resultado una formación de óxido de grmanio(II) amorfo. Se determinó su valor de brecha de banda óptica mediante el método de Kubelca- Munk el cual concluyó una transición indirecta con un valor de Eopt = 4.24 eV.