Geri Dön

Low temperature photoconductivity of hydrogenated amorphous silicon (a-s:H) thin films

Hidrojenlendirilmiş amorf silikon ince filmlerin düşük sıcaklıklarda foto iletkenliği

  1. Tez No: 109446
  2. Yazar: GÖKHAN ERDOĞAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET GÜNEŞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2001
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 115

Özet

oz Bu çalışmada Staebler-Wronski ve doğal elektronik yerelleşmiş kusurları araştırmak için katkılanmamış hidrojenlendirilmiş amorf silisyum (a-Si:H) ince filmlerin düşük sıcaklıklardaki fotoiletkenlikleri incelenmiştir. Çalışma değişik tekniklerle hazırlanmış katkılanmamış hidrojenli amorf silisyum ince filmleri kapsamaktadır. Bu teknikler; doğru akım“glow discharge”(SİH4 gazının doğru akım altında ayrıştırılması), radyo dalgası plazma yardımlı kimyasal buharlaşma (seyreltilmiş hidrojenli ve seyreltilmemiş hidrojenli), radyo frekanslı manyetik alandaki argon gazı püskürtmesi ve sıcak-katot kimyasal buharlaşması ile büyütme teknikleridir. Örnekler tavlanmış durumda sıcaklığa bağlı karanlık iletkenlik, oda sıcaklığında ışık şiddetine bağlı fotoiletkenlik ve üç farklı ışık şiddetinde 90K°'ya kadar sıcaklığa bağlı fotoiletkenlik yöntemleriyle karakterize edilmiştir. Filmlerin aktivasyon enerjileri 0.60eV-1.0eV arasında değişmektedir. Fotoiletkenlik değerleri karanlık iletkenlik değerlerinden birkaç mertebe yüksektir. Bu farklar farklı büyütme tekniklerinden dolayı örneklere bağımlıdır. Fotoiletkenliğin ışık şiddetine bağımlılığı,y, (aph«:FY), tavlanmış durum için 0.70 ile 0.90 arasında değişmektedir. Bu değerler rekombinasyon kinetiğinin bant ortası elektronik kusurlardan geçtiğini gösterir. Düşük sıcaklık fotoiletkenliğinde iletkenliğin 1000/T'ye bağlı spektrumu üç farklı bölge gösterir. l.Bölge'de fotoiletkenlik bir geçiş sıcaklığına kadar azalır ve sonra 2.Bölge başlar. 2.Bölge'de fotoiletkenlik spektrumu ya bir tepe gösterir yada ikinci bir geçiş sıcaklığına kadar sabit kalır. Fotoiletkenliğin sıcaklıkla azalmaya başladığı 2. geçiş sıcaklığından sonra 3. Bölge başlar. 2.Bölge'deki geçiş sıcaklığı ve fotoiletkenliğin azalma miktarı örneklere bağımlıdır. Bu sonuçlar tavlanmış durumda bant ortası düzeyde en az iki tip kusur ve eksponansiyel olarak artan kuyruk ( tail ) düzeyi olduğunu gösterir. Staebler-Wronski(SW) etkisi ışık altında bozunuma uğratılmış durumda, örneklerin birkaç güneş ışığı şiddetinde aydınlatılmasıyla araştırılmıştır. Örnekler ışık altında bozunuma uğratılmış durumda, sıcaklığa bağlı karanlık iletkenlik, oda sıcaklığında ışık şiddetine bağlı fotoiletkenlik ve üç farklı ışık şiddetinde 90K° ' ya kadar sıcaklığa bağlı fotoiletkenlik yöntemleriyle karakterize edilmiştir. Karanlık iletkenlik değerleri Fermi düzeyindeki hafif kaymanın göstergesi olarak belirli oranlarda azalmıştır. Fotoiletkenlik değerleri SW elektronik kusurlarının oluşmasından dolayı tavlanmış durumdaki değerlerinin çok altındadır. Fotoiletkenliğin ışık şiddetine bağımlılığı tüm filmler için, tavlanmış durumda küçük değişmeler göstermesine karşın,l'e oldukça yakınlaşmıştır. Düşük sıcaklık spektrumu tüm filmler için tavlanmış durumda büyük farklılıklar göstermesine karşın, ışık altında bozunuma uğratılmış durumda hemen hemen aynıdır. Fotoiletkenlik spektrumunda 90K° 'ya kadar yalnız 2 bölge baskın olmuştur. 1. bölge 170K0 'ya kadar baskındır ve fotoiletkenlik sabit bir eğimde sıcaklıkla azalır. 170K0 geçiş sıcaklığından sonra 2. Bölge başlar ve fotoiletkenlik 90K° 'ya kadar sabit kalır. 3. Bölge ancak yüksek ışık şiddetinde ve daha düşük sıcaklıklarda gözlenebilir. Sonuçlar, bant boşluğunun ortalarında fotoiletkenliği azaltan kusurların baskın olduğunu gösterir. Bant ortası elektronik düzeylerden uzaklarda ve bant ucuna yakın yerlerde, fotoiletkenliği sıcaklıkla azaltmak yerine arttıran kusurlar nispeten daha az oluşturulur. 1. Bölge' deki fotoiletkenliği azaltan kusurlar nötür-silisyum sallanan bağlardır (D°). 2.Bölge'deki fotoiletkenliği arttıran kusur düzeyleri D olmayan (non-D°) kusurlardır. Bu kusurlar elektronlar için yakalama kesitleri küçük olan foto-duyarlı kusurlardır. Bunlar a-Si:H için önerilen modellerin sonucuna göre, yüklü silikon sallanan bağlar (D+ ve D") ya da yüzen bağlar olabilirler. vı

Özet (Çeviri)

oz Bu çalışmada Staebler-Wronski ve doğal elektronik yerelleşmiş kusurları araştırmak için katkılanmamış hidrojenlendirilmiş amorf silisyum (a-Si:H) ince filmlerin düşük sıcaklıklardaki fotoiletkenlikleri incelenmiştir. Çalışma değişik tekniklerle hazırlanmış katkılanmamış hidrojenli amorf silisyum ince filmleri kapsamaktadır. Bu teknikler; doğru akım“glow discharge”(SİH4 gazının doğru akım altında ayrıştırılması), radyo dalgası plazma yardımlı kimyasal buharlaşma (seyreltilmiş hidrojenli ve seyreltilmemiş hidrojenli), radyo frekanslı manyetik alandaki argon gazı püskürtmesi ve sıcak-katot kimyasal buharlaşması ile büyütme teknikleridir. Örnekler tavlanmış durumda sıcaklığa bağlı karanlık iletkenlik, oda sıcaklığında ışık şiddetine bağlı fotoiletkenlik ve üç farklı ışık şiddetinde 90K°'ya kadar sıcaklığa bağlı fotoiletkenlik yöntemleriyle karakterize edilmiştir. Filmlerin aktivasyon enerjileri 0.60eV-1.0eV arasında değişmektedir. Fotoiletkenlik değerleri karanlık iletkenlik değerlerinden birkaç mertebe yüksektir. Bu farklar farklı büyütme tekniklerinden dolayı örneklere bağımlıdır. Fotoiletkenliğin ışık şiddetine bağımlılığı,y, (aph«:FY), tavlanmış durum için 0.70 ile 0.90 arasında değişmektedir. Bu değerler rekombinasyon kinetiğinin bant ortası elektronik kusurlardan geçtiğini gösterir. Düşük sıcaklık fotoiletkenliğinde iletkenliğin 1000/T'ye bağlı spektrumu üç farklı bölge gösterir. l.Bölge'de fotoiletkenlik bir geçiş sıcaklığına kadar azalır ve sonra 2.Bölge başlar. 2.Bölge'de fotoiletkenlik spektrumu ya bir tepe gösterir yada ikinci bir geçiş sıcaklığına kadar sabit kalır. Fotoiletkenliğin sıcaklıkla azalmaya başladığı 2. geçiş sıcaklığından sonra 3. Bölge başlar. 2.Bölge'deki geçiş sıcaklığı ve fotoiletkenliğin azalma miktarı örneklere bağımlıdır. Bu sonuçlar tavlanmış durumda bant ortası düzeyde en az iki tip kusur ve eksponansiyel olarak artan kuyruk ( tail ) düzeyi olduğunu gösterir. Staebler-Wronski(SW) etkisi ışık altında bozunuma uğratılmış durumda, örneklerin birkaç güneş ışığı şiddetinde aydınlatılmasıyla araştırılmıştır. Örnekler ışık altında bozunuma uğratılmış durumda, sıcaklığa bağlı karanlık iletkenlik, oda sıcaklığında ışık şiddetine bağlı fotoiletkenlik ve üç farklı ışık şiddetinde 90K° ' ya kadar sıcaklığa bağlı fotoiletkenlik yöntemleriyle karakterize edilmiştir. Karanlık iletkenlik değerleri Fermi düzeyindeki hafif kaymanın göstergesi olarak belirli oranlarda azalmıştır. Fotoiletkenlik değerleri SW elektronik kusurlarının oluşmasından dolayı tavlanmış durumdaki değerlerinin çok altındadır. Fotoiletkenliğin ışık şiddetine bağımlılığı tüm filmler için, tavlanmış durumda küçük değişmeler göstermesine karşın,l'e oldukça yakınlaşmıştır. Düşük sıcaklık spektrumu tüm filmler için tavlanmış durumda büyük farklılıklar göstermesine karşın, ışık altında bozunuma uğratılmış durumda hemen hemen aynıdır. Fotoiletkenlik spektrumunda 90K° 'ya kadar yalnız 2 bölge baskın olmuştur. 1. bölge 170K0 'ya kadar baskındır ve fotoiletkenlik sabit bir eğimde sıcaklıkla azalır. 170K0 geçiş sıcaklığından sonra 2. Bölge başlar ve fotoiletkenlik 90K° 'ya kadar sabit kalır. 3. Bölge ancak yüksek ışık şiddetinde ve daha düşük sıcaklıklarda gözlenebilir. Sonuçlar, bant boşluğunun ortalarında fotoiletkenliği azaltan kusurların baskın olduğunu gösterir. Bant ortası elektronik düzeylerden uzaklarda ve bant ucuna yakın yerlerde, fotoiletkenliği sıcaklıkla azaltmak yerine arttıran kusurlar nispeten daha az oluşturulur. 1. Bölge' deki fotoiletkenliği azaltan kusurlar nötür-silisyum sallanan bağlardır (D°). 2.Bölge'deki fotoiletkenliği arttıran kusur düzeyleri D olmayan (non-D°) kusurlardır. Bu kusurlar elektronlar için yakalama kesitleri küçük olan foto-duyarlı kusurlardır. Bunlar a-Si:H için önerilen modellerin sonucuna göre, yüklü silikon sallanan bağlar (D+ ve D") ya da yüzen bağlar olabilirler. vı

Benzer Tezler

  1. Hidrojenlendirilmiş amorf silisyum filmlerin SiH4-He karışımı kullanılarak büyütülmesi ve karakterizasyonu

    Preperation and characterization of hydrogenated amorphous silicon films using SiH4-He gas mixture

    SERTAP KAVASOĞLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. ALP OSMAN KODOLBAŞ

    PROF.DR. ÖZCAN ÖKTÜ

  2. Amorf silisyum katkılı schottky diyotların optik ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi

    Investigation optical and electrical properties of amorphous silicon doped schottky diodes

    GİZEM ÇELİKOK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KUBİLAY KUTLU

  3. Hidrojenlendirilmiş amorf silisyum filmlerin optik katsayılarını belirlemede kullanılan deneysel yöntemlerin karşılaştırılması

    Comparison of experimental methods used for determination of optical constants of hydrogenated amorphous silicon

    GÜNGÖR TAYYAR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2001

    Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

  4. The effects of deposition conditions on the low energy absorption spectrum of microcrystalline silicon thin films prepared by HWCVD method

    Kızgın tel yardımıyla kimyasal buhar fazdan büyütme tekniği ile hazırlanan microkristal silisyum ince film malzemelerde hazırlık koşullarının düşük enerjilerde ışıl soğurma katsayısına etkileri

    NEBİLE IŞIK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2005

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET GÜNEŞ