İndiyum katkılı ZnO ince film fotodedektörlerinin optoelektrik özelliklerinin bakır katkısı ile ayarlanması
Tuning the optoelectronic properties of indium-doped ZnO thin film photodetectors by copper doping
- Tez No: 1009671
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ŞERİF RÜZGAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Batman Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Yönetimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, ultrasonik sprey piroliz tekniği kullanılarak cam alt tabakalar üzerine Cu katkılı In:ZnO ince film tabanlı UV fotodedektörleri üretildi. Bu filmlerin yapısal, optik ve optoelektronik özelliklerine etkisi sistematik olarak incelendi. %0, %0,5, %1 ve %2 Cu içeren In:ZnO filmleri hazırlanarak karanlıkta ve 365 nm UV aydınlatma altında elektriksel ölçümleri alındı.XRD analizi, tüm filmlerin herhangi bir ikincil faz oluşumu olmaksızın ZnO'nun altıgen wurtzit yapısını koruduğunu ve Cu'nun In:ZnO kafesine başarılı bir şekilde dahil edildiğini doğruladı. Kristalit boyutu neredeyse sabit kalırken, tepe genişlemesi Cu kaynaklı kafes bozukluğu ve kusur oluşumunu gösterdi. Optik ölçümler, tüm numuneler için yüksek görünür ışık geçirgenliği (~%80) gösterdi ve optik bant aralığında yalnızca küçük değişiklikler gözlemlendi. Bu durum Cu katkısının elektronik bant yapısını önemli ölçüde bozmadığını göstermektedir.PL spektrumları, %1'e kadar Cu katkısıyla artan ve daha yüksek Cu içeriğinde azalan, kusurla ilgili güçlü görünür ışık emisyonunu ortaya koydu. Bu durum Cu kaynaklı kusur durumlarının ve rekombinasyon mekanizmalarının modifikasyonunu göstermektedir. Elektriksel ölçümler, Cu katkısının, Cu ile ilgili tuzak durumlarının oluşumu nedeniyle yüzey direncini önemli ölçüde artırdığını ve karanlık akımı azalttığını gösterdi. UV aydınlatma altında, tüm cihazlar net fotokondüktif davranış sergiledi. Katkısız In:ZnO fotodedektör en yüksek duyarlılığı gösterirken, Cu katkılı cihazlar çok daha düşük karanlık akım ve daha yüksek fotohassasiyet sergiledi. %1 Cu katkılı In:ZnO fotodedektör, yüksek Ion/Ioff oranı, kararlı foto tepkisi ve dengeli yükselme ve düşme sürelerini birleştirerek en iyi genel performansı sağladı. Bu sonuçlar, Cu katkılamasının, In:ZnO tabanlı UV fotodedektörlerinin kusur durumlarını ayarlamak ve performansını optimize etmek için etkili bir yaklaşım olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, Cu-doped In:ZnO thin-film based UV photodetectors were fabricated on glass substrates using ultrasonic spray pyrolysis technique. The effect of this technique on the structural, optical, and optoelectronic properties of these films was systematically investigated. In:ZnO films containing 0%, 0.5%, 1%, and 2% Cu were prepared and their electrical measurements were taken in the dark and under 365 nm UV illumination. XRD analysis confirmed that all films maintained the hexagonal wurtzite structure of ZnO without any secondary phase formation and that Cu was successfully incorporated into the In:ZnO lattice. While the crystallite size remained almost constant, the peak broadening indicated Cu-induced lattice disorder and defect formation. Optical measurements showed high visible light transmittance (~80%) for all samples, and only minor changes in the optical band gap were observed. This indicates that Cu doping does not significantly disrupt the electronic band structure. PL spectra revealed strong defect-related visible light emission, increasing with Cu doping up to 1% and decreasing with higher Cu content. This situation demonstrates the modification of defect states and recombination mechanisms originating from Cu. Electrical measurements showed that Cu doping significantly increased surface resistance and reduced dark current due to the formation of Cu-related trap states. Under UV illumination, all devices exhibited clear photoconductive behavior. The undoped In:ZnO photodetector showed the highest sensitivity, while Cu-doped devices exhibited much lower dark current and higher photosensitivity. The 1% Cu-doped In:ZnO photodetector provided the best overall performance by combining a high ion/Ioff ratio, stable photoresponse, and balanced rise and fall times. These results demonstrate that Cu doping is an effective approach to tune defect states and optimize the performance of In:ZnO-based UV photodetectors.
Benzer Tezler
- In:Zno indiyum katkılı ZnO ince film fotodedektörlerinin optoelektrik özelliklerinin Sn katkısı ile ayarlanması
Adjustment of optoelectric properties of indium-doped Zno thin film photodetectors by tin doping
SUAT BOZĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Fizik ve Fizik MühendisliğiBatman ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞERİF RÜZGAR
- Growth and characterization of undoped and indium doped zinc oxide thin films grown by hydrothermal method
Katkısız ve indiyum katkılı çinko oksit ince filmlerin hidrotermal metot ile büyütülmesi ve karakterizasyonu
TUĞÇE BAYRAKTAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Metalurji MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiMalzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYTUNÇ ATEŞ
- Fotovoltaik uygulamalar için ZnO - Cu2O filmlerinin ultrasonik sprey piroliz tekniği ile üretilmesi ve karakterizasyonu
Deposition and characterization of ZnO - Cu2O films for photovoltaic applications by ultrasonic spray pyrolysis technique
HAKAN BİLAL ÖZCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ASLI AYTEN KAYA
DOÇ. DR. EMRAH SARICA
- Galyum katkılı çinko oksit ince filmlerin karakterizasyonu ve üretim parametrelerinin ince filmlere olan etkilerinin incelenmesi
Characterization of gallium doped zinc oxide thin films and investigation of the effect of growth parameters on the thin films
ENVER KAHVECİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ BETÜL KAYNAK
- Solution-processed thin film deposition and characterization of multinarychalcogenides: Towards highly efficient Cu2BaSn(S,Se)4 solar devices
Solüsyon yöntemiyle sentezlenmiş çok elementli kalkojenitlerin ince film kaplama ve karakterizasyonu: Yüksek verimli Cu2BaSn(S,Se)4 bazlı güneş soğuran cihazlara doğru
BETÜL TEYMUR
Doktora
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiDuke UnıversıtyMalzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DAVİD B.MİTZİ