ZnO filmlerinin elektrik, optik, yapısal ve yüzeysel özellikleri üzerine kalay katkısının etkisi
The Effect of tin doping on electric, optic, structural and surface properties of ZnO films
- Tez No: 136657
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SALİH KÖSE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2003
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET (ZnO)ı_x(SnO)x (0<xSl) filmleri ultrasonik kimyasal püskürtme tekniği ile 350±5 °C taban sıcaklığında ve farklı Sn konsantrasyonlarında elde edilmiştir. Elde edilen filmlerin bazı elektrik ve optik özellikleri, kristal sistemleri, yüzey morfolojileri incelenmiş ve mikroanalizleri yapılmıştır. Filmlerin kalınlıklarının 3.25-12.75 um arasında değiştiği ve artan Sn konsantrasyonuna bağlı olarak kalınlıkların arttığı belirlenmiştir. Elde edilen filmlerin geçirgenlik ve soğurma spektrumlanndan faydalanılarak; yansıma katsayıları, lineer soğurma katsayıları, kırılma indisleri, sönüm katsayıları ve dielektrik sabitleri hesaplanmıştır. Bu parametrelerin dalgaboyuna bağlı olarak değişimleri incelenmiştir. Filmlerin yasak enerji aralıklarının ve Urbach parametrelerinin, sırasıyla 3.33-3.77 eV ve 60-242 meV arasmda değiştiği belirlenmiştir. Filmlerin karanlık ve aydınlık şartları altında hesaplanan özdirençlerinin; sırasıyla 2.32xl01-7.47xl03 D.cm ve 8.79-2.01xl03 Q.cm arasında değiştiği görülmüştür. Bütün filmlerin elektriksel iletkenlik türlerinin, sıcak uç tekniği ile n-tipinde oldukları belirlenmiştir. Filmlerin iletim mekanizmalarını incelemek amacıyla elde edilen I-V karakteristiklerinden; filmlerin ohmik ve bazı filmlerin de sığ ve derin tuzaklı yapıya sahip oldukları tespit edilmiştir. Filmlerin ac iletkenlik ölçümlerinden; 10 kHz'lik frekans için iletkenliklerinin 1.85xl0“7-7.78xl0”5 S arasında değiştiği belirlenmiştir. ZnO ve SnÜ2 filmlerinin iletkenliklerine de iletkenliğin, (ZnO)ı-x(SnO)x (0.1<x£0.9) filnılerininkine ise hem de hem de ac iletkenliğin katkı sağladığı görülmüştür. Filmlerin iletkenliklerinin sıcaklığa bağlı değişimlerinden; düşük ve yüksek sıcaklık bölgeleri için donör ve donör gibi davranan tuzakların enerjilerinin, sırasıyla 5.24-51.9 meV ve 0.026-0.366 eV arasında değiştiği görülmüştür. XRD desenlerinden tüm filmlerin polikristal yapıda oldukları belirlenmiştir. Filmlerin tercihli yönelimleri için yapılanma katsayıları, yan pik genişlikleri ve yaklaşık tane büyüklükleri hesaplanmıştır. SEM fotoğraflarından; filmlerin yüzeylerinin homojen dağılıma sahip olup olmadıkları incelenmiştir. EDS mikroanalizlerinden; Zn, Sn ve O elementlerinin katı film içerisinde bulunduğu ve Sn konsantrasyonu artarken Zn miktarının ise azaldığı tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
VI SUMMARY (ZnO)i-x(SnO)x (Oât<l) films were deposited at 350±5 °C substrate temperature and different Sn concentrations by ultrasonic spray pyrolysis technique. Some electrical and optical properties, crystal systems, surface morphologies and microanalyses of the films were investigated. The thicknesses of the films were determined to have values between 3.25-12.75 urn and increased depending on the increasing Sn concentration. Using transmission and absorption spectra; reflection coefficients, linear absorption coefficients, refractive indexes, extinction coefficients and dielectric constants of films were calculated. The variations of these parameters depending on the wavelength were investigated. It was determined that forbidden energy gaps and Urbach parameters of films have values 3.33 eV and 60-242 meV, respectively. The resistivities of the films in dark and light conditions were found between 2.32xl01-7.47xl03 Q.cm and 8.79-2.01xl03 Q.cm, respectively. It was observed that all films have n-type electrical conductivity using hot probe technique. From I-V characteristics measured in order to determine the conductivity mechanisms of the films, it was determined that films have ohmic and some of them have shallow and deep trapped structure. It was observed that conductivities of the films varied between 1.85xl0~7-7.78xl0~5 S for the frequency value of 100 kHz from ac conductivity measurements. It was seen that the conductivities of ZnO and SnC>2 films were contributed to dc conductivity and those of (ZnO)i-x(SnO)x (0.1<x<0.9) were contributed to both dc and ac conductivities. Using the temperature dependent conductivities of the films, the energies of donors and traps like donor were calculated between 5.24-51.9 meV and 0.026-0.366 eV at low and high temperature regions, respectively. It was seen from XRD patterns that all films have polycrystalline structure. For preferential orientations of films, texture coefficients, half peak widths and grain sizes were calculated. Whether the surfaces of the films are homogenous or not were investigated using SEM photographs. It was determined from EDS microanalyses of the films that Zn, Sn and O elements were present in solid films and the amount of Zn element decreased with the increasing Sn concentration.
Benzer Tezler
- Opto-elektronik uygulamalarda kullanılabilecekm katkısız ve Al katkılı ZnO filmlerinin üretilmesi
Production of undoped and Al doped ZnO films for opto-electronic applications
GÖKSU ÖFÖFOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SEMA KURTARAN
- Al katkılı n-ZnO/p-Si heterojonksiyon foto diyotun ışığa duyarlılık performansının incelenmesi
Photosensitivity performance of Al doped n-ZnO/p-Si heterojunction devices
ÖMER FARUK GÖKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ORHAN KAPLAN
PROF. DR. ABDULLAH YILDIZ
- Güneş pillerinin cigs soğurucu tabakasının radyasyon karşısındaki davranışı
Behavior of cigs absorber layer of solar cells against to radiation
UTKU CANCİ MATUR
Doktora
Türkçe
2017
Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN
- Farklı çözücüler ve farklı kaplama kalınlıklarının, sol-jel yöntemi ile üretilen er katkılı ZnO tabanlı yarıiletken nano ince filmlerinin yapısal, elektrik ve optik özellikleri üzerine etkisi
The effect of different solvent and thickness on the structural, electric and optic properties of er doped ZnO based semiconductor nano thin films produced by sol–gel method
ZEYNEP BANU HACIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiKastamonu ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR ÖZTÜRK
- Elektrokimyasal yöntem ile ZnO'nun manyetik malzemelerle katkılanması ve optik, elektrik, morfolojik ve yapısal özelliklerinin nanokarakterizasyonu.
Doping of ZnO with magnetic materials by electrochemical method and nanocharacterization of its optical, electrical, morphological and structural properties
TÜLAY ÖZEYRANLI
Doktora
Türkçe
2023
Bilim ve TeknolojiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiNanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEVLANA CELALETTİN BAYKUL