Caracterización por absorbancia

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Caracterización por Espectroscopia de CdSe, CdS y TiO2
A. Domínguez García.
Instituto de Física
Ing. Luis Rivera Terrazas
Maestría en Ciencias (Ciencia de Materiales)
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
H. Puebla de Zaragoza, 10 junio 2011

RESUMEN
En el estudio de materiales se usa frecuentemente la espectroscopia para su caracterización, en este caso se hace el estudio parcial alos semiconductores (CdSe, CdS) y el composite TiO2, por el espectro de absorción y el espectro de Reflectancia difusa. El propósito determinar el Ancho de Banda Prohibida (Eg) basada en la intersección de una recta con las abscisas (E[eV]) y usando la Relación de Kubelka-Munk en el espectro de reflectancia.

Los valores obtenidos son comparados entre sí y con los reportados en tablas parasaber si los datos conseguidos son confiables.

Además se determina por el espectro de absorbancia filtros de distinto tipo usados en equipo óptico.

1. Introducción
Todas las sustancias pueden absorber energía radiante, aun el vidrio común que parece ser completamente transparente absorbe radiación de longitudes de ondas que no pertenecen al espectro visible; por ejemplo el agua absorbefuertemente en la región del infrarrojo.
La absorción de las radiaciones ultravioletas, visibles e infrarrojas depende de la estructura de las moléculas, y es característica para cada sustancia química. Cuando la luz atraviesa una sustancia (luz transmitida), parte de la energía es absorbida y otra parte es reflejada.
El color de las sustancias se debe a que éstas absorben ciertas longitudes de ondade la luz blanca que incide sobre ellas y solo dejan pasar a nuestros ojos aquellas longitudes de onda no absorbidas, no

está de menos mencionar el hecho de que, la absorción y trasmitancia de luz, depende tanto de la cantidad de la concentración y de la distancia recorrida.

De la figura enterior podemos obtener la relacion
IT = II e(ad)
Donde:
a = coeficiente de absorción
d =espesor de material
II = haz incidente
IT= Haz transmitido de la cual vemos que
ad = ln (IT / II)
El color de las sustancias se debe a que éstas absorben ciertas longitudes de onda de la luz blanca que incide sobre ellas y solo dejan pasar a nuestros ojos aquellas longitudes de onda no absorbidas, no está de menos mencionar el hecho de que, la absorción y trasmitancia de luz, depende tanto de lacantidad de la concentración y de la distancia recorrida.
La espectrofotometría de absorción se basa , como su nombre lo indica, en la absorción de radiación en las regiones ultravioleta y visible del espectro como consecuencia de lo cual se origina un estado activado que posteriormente elimina su exceso de energía en forma de calor, la cantidad de calor disipado es muy pequeña, por lo que elmétodo tiene la ventaja de originar un trastorno mínimo en el sistema a estudiar.

En el caso de los semiconductores existe un rango de hv, donde el estado activado produce lo que conocemos como conductividad, este comportamiento es explicado por la Teoría de bandas, en el marco de esta teoría, un semiconductor es un sólido cuyos electrones se distribuyen en dos bandas de energía separadas poruna brecha de energía prohibida conocida comúnmente como gap (hvgap=E gap). La banda inferior corresponde a los estados de los electrones que participan en la unión de los átomos (generalmente enlaces covalentes) y se le llama banda de valencia. En la banda superior se encuentran los electrones que participan en el transporte corriente eléctrica y es llamada banda de conducción.

En cuanto alfenómeno de la reflexión de la luz, éste es usado generalmente en muestras de en polvo, cuando la luz se incide en una muestra de polvo, muchas fenómenos pueden ocurrir-refracci{on, transmisión, absorción o reflexión- la reflexión puede ser especular ( sobre la normal) y reflexión difusa que es la reflexión aleatoria del haz.

La reflectividad difusa es definida como: Rd = Intensidad de la...
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