Tesis doctoral de Dhriti Sundar Ghosh
Los electrodos transparentes (tes) son elementos básicos de muchos dispositivos optoelectrónicos, tales como células solares, pantallas táctiles, leds orgánicos i lcds. En consecuencia, la demanda de éstos tes está creciendo paulatinamente y con un valor de mercado actual de 8 billones de dólares (usd). El estado del arte del óxido de estaño dopado con indio (ito) ofrece un excelente compromiso entre transparencia óptica y resistencia eléctrica de hoja pero también tiene inconvenientes, principalmente de precio debido a la escasez del indio, así como de una inadecuada flexibilidad debida a una baja ductilidad mecánica.En esta tesis se presenta el desarrollo de una nueva clase de tes basados en capas ultradelgadas de metales (utmfs). El trabajo empieza des de la comprensión de los aspectos fundamentales relacionados con el crecimiento de los utmf y sus propiedades, para luego focalizarse en diferentes geometrías, composición y combinaciones para diferentes aplicaciones potenciales en el campo de la optoelectrónica.Las capas ultradelgadas monocomponentes de ni y de cr han mostrado tener significativamente alta transparencia en el rango ultravioleta (175-400nm) y en el infrarrojo mediano (2.5-25um), haciéndolos, por tanto, te viables para dispositivos tales como fotodiodos de uv y detectores piroeléctricos del ir. El proceso natural de oxidación, el cual es un problema central para las capas metálicas, ha sido aprovechado para conseguir capas metálicas estables gracias a una capa protectora de óxido. En otro novedoso diseño, gracias a la incorporación ad hoc de una malla conductora, la resistencia eléctrica de hoja de los utmfs puede ser disminuida hasta dos órdenes de magnitud y con una pérdida de transmisión despreciable, y por lo tanto, elimina el compromiso limitante entre transparencia óptica y conductividad eléctrica de los te basados en capas metálicas continuas. Una estructura de los tes, basada en una capa conductora ultradelgada de cu, la cual puede ser funcionalizada para aplicaciones específicas con capas protectoras de ti o ni, ha sido demostrada. Las propiedades del te pueden ser modificadas bajo control y muestran una excelente estabilidad a la temperatura i la oxidación. La idoneidad de la aleación ag-cu como capa alternativa al ito para los te ha sido también investigada. El espectro óptico de esta aleación sigue el comportamiento óptico medio de las capas monocomponentes de ag y cu, y por lo tanto se obtiene una respuesta óptica mucho mas plana en la región del espectro visible. Los utmfs en combinación con zno dopado con al (azo), el cual es una opción factible como sustituto del ito, ha demostrado la posibilidad de hibridar ambas tecnologías. Una bicapa de ag/azo ha sido desarrollada, la cual evita el problema de la alta reflexión de los metales y mantiene a su vez sus buenas propiedades eléctricas con un espesor total de capa mínimo. En otra estructura, la capa protectora de los utmf ha sido utilizada para mejorar la estabilidad del azo. Se ha visto que una capa protectora ultra-delgada y oxidada de ni con un espesor igual a su límite de percolación, mejora notablemente la estabilidad de las capas de azo, manteniendo sus propiedades electro-ópticas, incluso en condiciones severas
Datos académicos de la tesis doctoral «Ultrathin metal transparent electrodes for the optoelectronics industry«
- Título de la tesis: Ultrathin metal transparent electrodes for the optoelectronics industry
- Autor: Dhriti Sundar Ghosh
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 11/10/2012
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Valerio Pruneri
- Tribunal
- Presidente del tribunal: jean christian Bernede
- guglielmo Lanzani (vocal)
- (vocal)
- (vocal)