Polimer arayüzeyli ve arayüzeysiz metal-yarıiletken (MS) yapıların hazırlanması ve elektrik özelliklerinin geniş bir frekans ve voltaj aralığında incelenmesi
Preparation of metal-semiconductor (MS) structures with and without polymer interfaces and investigation of their electrical properties in a wide frequency and voltage range
- Tez No: 1009557
- Danışmanlar: PROF. DR. MUZAFFER BALBAŞI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Kimya Mühendisliği, Physics and Physics Engineering, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Metal-yarı iletken sistemler, Metal-semiconductor systems
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, MWCNT katkılı PVA-B(OH)3 arayüzeyine sahip MPS yapısı hazırlanarak frekansa bağlı (1kHz-1MHz) kapasitans-voltaj (C-V) ve iletkenlik-voltaj (G/ω-V) ölçümleri ile aydınlatmaya bağlı (karanlık-100mW/cm2) akım-voltaj (I-V) ve akım-zaman (I-t) ölçümlerinden yararlanılarak elektriksel ve optiksel özellikleri incelenmiştir. Kapasitans ölçümlerinden frekans bağımlı difüzyon potansiyeli (VD), donör atom derişimi (ND), tükenim tabakası genişliği (WD), Fermi enerjisi (EF) ve bariyer yüksekliği (ФB) gibi temel elektriksel parametreler hesaplanmıştır. Frekans arttıkça iletkenlik, kapasitans, WD ve ΦB değerleri artarken seri direnç (Rs) azalmıştır. Bu durum yüksek frekanslarda arayüzey durumlarının (Nss) katkısının azalması ile açıklanabilir. Arayüzey durumlarının hem voltaj bağımlı profili hem de karanlıkta ve 100mW/cm2 aydınlatma yoğunluğu altında enerjiye bağlı profilleri hesaplanmıştır. İdealite faktörü (n), ters doyma akımı (I0), bariyer yüksekliği, seri/şönt dirençleri ve doğrultma oranı (RR) değerleri termiyonik emisyon (TE) mekanizması, Cheung fonksiyonları ve Norde yöntemi kullanılarak elde edilmiştir. Akım-zaman ölçümlerine göre foto-akımın (Iph) artan aydınlatma yoğunluğu ile birlikte arttığı ve numunenin aydınlatmanın güçlü bir fonksiyonu olması sebebiyle foto-algılama özellikleri sergilediği bulunmuştur. Ters akım (Ir) iletim mekanizması; Poole Frenkel ve Schottky emisyonları ile araştırılmıştır. Ayrıca, numunenin çeşitli ışık yoğunlukları için fotoduyarlılığı (S), ışık-tepkisi (R) ve özgül tespit edilebilirliği (D*) incelenmiştir. Sonuçlar, üretilen cihazların kapasitans/iletkenlik karakteristiklerinin ve temel elektriksel parametrelerinin uygulanan voltaja, frekansa ve aydınlatma yoğunluğuna duyarlı olduğunu göstermektedir. MWCNT ile katkılanmış PVA-B(OH)3 polimerinin arayüzey tabakası olarak kullanılması düşük seri direnç, yüksek doğrultma oranı gibi avantajlar sağlayarak cihazın performansında iyileştirme sağlamış ve elde edilen MPS yapısının fotodiyot uygulamaları için gelecek vadettiğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, MPS structure with a MWCNT-doped PVA-B(OH)3 interface was prepared and its electrical and optical properties were investigated using frequency-dependent (1 kHz-1 MHz) capacitance-voltage (C-V) and conductance-voltage (G/ω-V) measurements, as well as illumination-dependent (dark-100 mW/cm2) current-voltage (I-V) and current-time (I-t) measurements. From the capacitance measurements, fundamental electrical parameters such as frequency-dependent diffusion potential (VD), donor atom concentration (ND), depletion layer width (WD), Fermi energy (EF), and barrier height (ФB) were calculated. As the frequency increased, the conductivity, capacitance, WD, and ΦB values increased, while the series resistance (Rs) decreased. This situation can be explained by the decrease in the contribution of interface states (Nss) at high frequencies. Both the voltage-dependent profile and the energy-dependent profiles of the interface states in the dark and under 100 mW/cm2 illumination intensity were calculated. The ideality factor (n), reverse saturation current (I0), barrier height (BH), series/shunt resistances, and rectification ratio (RR) values were obtained using the thermionic emission (TE) mechanism, Cheung functions, and the Norde method. According to current-time measurements, the photocurrent (Iph) was found to increase with increasing illumination intensity, and the sample exhibited photodetection properties because it was a strong function of illumination. The reverse current (Ir) conduction mechanism was investigated using Poole-Frenkel and Schottky emissions. Additionally, the photosensitivity (S), photoresponse (R), and specific detectability (D*) of the sample were investigated for various light intensities. The results show that the capacitance/conductance characteristics and basic electrical parameters of the fabricated devices are sensitive to the applied voltage, frequency, and illumination intensity. The use of PVA-B(OH)3 polymer doped with MWCNT as the interface layer provided advantages such as low series resistance and high rectification ratio, thus improving the performance of the device and demonstrating that the obtained MPS structure is promising for photodiode applications.
Benzer Tezler
- Al/PNpClPhPPy/p-Si/Al kontağın elektronik özellikleri
The study of the electronics properties of Al/PNpClPhPPy/p-Si/Al structures
SİNEM GÜRKAN AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Fizik ve Fizik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. AHMET FARUK ÖZDEMİR
- Au/ poli(3-sübsitüetiyofen) (P3DMTFT)/n-tipi InP/In yapının elektriksel karakterizasyonu
Electricalcharacterization of Au/poly (3-substitutethiophene) (P3DMTFT) /n-type lnP/ln structures
SELDA KARATAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Fizik ve Fizik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KÖKCE
- Au/(NiS:PVP)/n-Si (MPS) yapısının kapasitans-voltaj (C-V) ve iletkenlik-voltaj (G/w-V) ölçümlerini kullanarak elektriksel özelliklerinin frekansa bağlı incelenmesi
Investigation of electrical properties of Au/(NiS:PVP)/n-Si (MPS) structure using capacitance-voltage (C-V) and conductance-voltage (G/w-V) measurements depending on frequency
MURAT ULUSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. PERİHAN DURMUŞ
- Politiyofen(P3DMTPT) arayüzeyli Al/p-Si Schottky diyotun akım-voltaj ve kapasite-voltaj karakteristikleri
The study electronics properties of P3DMTPT/Al/p-type Si structures
AYŞE GÖKCE
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET FARUK ÖZDEMİR
- Au/Poli (Linoleik Asit)-g-Poli(Metil Metakrilat) (PLiMMA)/n-Si Schottky diyotların elektriksel karakterizasyonu
Electrical characterization of Au/Poly (Linoleic Acıd)-g-Poly (Methyl Methacrylate) (Plimma) /n-Si Schottky diodes
MUSTAFA YASAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiDüzce ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHARREM GÖKÇEN