Caracterização estrutural e óptica do ZnP2 monocristalino e de junções Pt/ZnP2: transporte de carga e fotoresposta
Neste trabalho, monocristais de ZnP2 foram sintetizados pelo método de fluxo metálico
de estanho. Foram realizadas as seguintes caracterizações: estrutural, elemental, óptica
em monocristalino ZnP2 e transporte de carga e fotoresposta em junções Pt/ZnP2. A
Difração de Raios X em Pó e a Espectroscopia Dispersiva de Energia (EDS) confirmaram,
respectivamente, a fase monoclínica (P21/c) e a composição estequiométrica dos elementos.
Aplicando o formalismo de Tauc à medição de reflectância difusa, foi determinado um gap
óptico de 1,45 eV. Medidas I(V), realizadas no escuro e sob iluminação (660 nm, 605 nm e
470 nm), exibem característica de retificação (RR ∼ 103). Pelo mecanismo de transporte
termiônico em I(V ), sob polarização direta, foram obtidos a altura da barreira (ϕb) em
torno de 0,700 – 0,762 eV e o fator de idealidade, n > 9, o que evidencia um comportamento
não ideal. Por conseguinte, analises de gráficos log I vs. log V sugerem o mecanismo de
transporte dominado por corrente limitada por cargas espaciais (SCLC), com m > 5,
tendo sido determinadas energias características de distribuição exponencial de armadilhas
em torno de 0,111–0,137 eV. A análise C(V ), com frequências AC fixas, apresentou
capacitância caracterizada por picos que sugerem contribuição de cargas na interface ou
de estados de armadilhas. Além disso, em cada frequência, a capacitância diminui com
o aumento da frequência AC. Nessas medidas, aplicando a relação de Mott-Schottky,
confirmou-se a natureza do tipo-p do ZnP2, com densidade local de portadores aceitadores
em torno de 1016 cm−3. A resposta fotônica, levado a cabo por medidas de fotocorrente
transientes, I(t), em tensões de polarização negativas, é mediada pelos processos de
recombinação banda a banda e pelos processos de armadilhamento de cargas. Quanto
aos parâmetros de desempenho, foram obtidos resultados que indicam responsividade na
ordem de 10−1 A/W, detectividade específica na ordem de 1011 Jones e eficiência quântica
externa de aproximadamente 4,4–24 %. O conjunto de resultados estabelece o ZnP2 como
um candidato promissor para ser otimizado em aplicações de fotodetecção.