Synthesis and characterization of semiconducting Zinc Oxide (ZnO) nanofibers

Abstract

Este trabajo se enfocó en la fabricación de nanofibras electrohiladas a partir de una solución de alcohol polivinílico (PVA) y nitrato de zinc, para obtener nanofibras de óxido de zinc (ZnO) mediante calcinación. Se realizaron caracterizaciones estructurales, morfológicas y eléctricas utilizando espectroscopía Raman, difracción de rayos X (XRD), espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), análisis termogravimétrico (TGA), microscopía electrónica de barrido (SEM), microscopía de fuerza atómica (AFM) y la función lineal potenciostática de intensidad de corriente-voltaje (C-V) del potenciostato. La espectroscopía Raman y el XRD mostraron picos característicos que confirmaron la formación de ZnO a partir de una temperatura de calcinación de 500 °C. El análisis FTIR identificó grupos funcionales y estructuras moleculares tanto de las nanofibras de PVA/nitrato de zinc como de las nanofibras de ZnO. SEM reveló que la solución al 4% es ideal para la síntesis, ya que produjo una cantidad abundante de nanofibras. Los análisis TGA mostraron que las nanofibras de PVA/nitrato de zinc tienen estabilidad térmica desde los 450°C, mientras que el PVA puro la tiene a partir de 500°C. El análisis AFM estimó que las nanofibras de PVA/nitrato de zinc antes de la calcinación tienen un diámetro entre 1500 y 2000 nm, que se reduce en un 90% tras la calcinación, con diámetros entre 120 y 380 nm para las nanofibras de ZnO. Las mediciones eléctricas mostraron que la resistencia calculada en sustratos FTO con nanofibras de PVA/nitrato de zinc y con nanofibras de ZnO aumenta conforme incrementa el tiempo de electrohilado.