Geri Dön

Investigation of InSe thin film based deviges

İnSe ince film tabanlı aygıtların incelenmesi

  1. Tez No: 153498
  2. Yazar: KORAY YILMAZ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET PARLAK, PROF. DR. ÇİĞDEM ERÇELEBİ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: InSe, CdS, Isısal Buharlaştırma, ince Film, Schottky Diyot, Çoklueklem. vıı, InSe, CdS, Thermal Evaporation, Thin Film, Schottky Diode, Heterojunction
  7. Yıl: 2004
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 170

Özet

oz InSe İNCE FILM TABANLI AYGITLARIN İNCELENMESİ Yılmaz, Koray Doktora, Fizik Bölümü Tez Yöneticisi: Assoc.Prof.Dr. Mehmet Parlak Ortak Tez Yöneticisi : Prof.Dr. Çiğdem Erçelebi Eylül 2004, 151 sayfa. Bu çalışmada, InSe ve CdS ince filmler ısısal buharlaştırma yöntemi ile cam tabanlar üzerine büyütülmüştür. Schottky ve çoklueklem aygıtları, InSe ve CdS filmlerin kalay-oksit kaplanmış cam üzerine büyütülmesi ve çeşitli metallerin (altın, gümüş, indiyum, aliminyum ve karbon) üst kontak olarak kullanılmasıyla üretildi. İnce filmlerin yapısal, elektriksel ve optik özelliklerinin incelenmesinden sonra Schottky ve çoklueklem aygıtlar karakterize edildi. Üretilmiş filmlerin yapısal özellikleri taramalı elektron mikroskopisi ve enerji dağılımlı X-ışınlan analizi yöntemleri ile incelendi. X-ışınları kırınımı analizi ve elektriksel ölçümler soğuk taban üzerine büyütülmüş InSe filmlerin p-tipi ve amorf (düzensiz) yapıda olduklarını gösterdi. Oda Sıcaklığında p-tipi filmlerin iletkenliklerinin 1 0“4- 1 0”5 (fi.cm)“1 civarında olduğu gözlendi. Kadmiyum katkı ve üretim sonrası. tavlama etkileri araştırıldı ve 100 °C de tavlanmış filmlerin yapılarında ve elektriksel parametrelerinde önemli değişiklikler gözlenmedi. Diğer yandan, kadmiyum katkısı arttıkça filmlerin iletkenliklerinin arttığı bulundu. viSıcaklık bağımlı akım- voltaj ve Hail etkisi ölçümleri 100-430 K sıcaklık bölgesinde yapıldı ve taşıyıcı yoğunluğu ile iletkenliğin sıcaklıkla arttığı tespit edildi. Buna rağmen, mobilite aynı sıcaklık aralığında hemen hemen sıcaklıktan bağımsız bir davranış gösterdi. CdS ince filmlerin yapısal ve elektriksel incelemeleri sonucu, filmlerin çoklu- kristal yapıda ve n-tipi oldukları tespit edildi. Sıcaklık bağımlı iletkenlik ve Hail etkisi ölçümlerinden iletkenlik, taşıyıcı yoğunluğu ve mobilitenin sıcaklıkla arttığı bulundu. Optik geçirgenlik ölçümlerinden, InSe ve CdS ince filmlerin optik band aralıkları, sırasıyla 1.74 ve 2.36 eV civarında bulundu. TO/p-InSe/Metal formundaki Schottky yapıları çeşitli üst metal kontaklarla, kontak alanı yaklaşık olarak 8x1 0”3 cm2 olacak şekilde üretildi ve karakterize edildi. İncelenen yapılar içinde en iyi doğrultucu yapı gümüş kontakla elde edilirken, altın kontaklı diyot da çok az doğrultma gösterdi. Diyotların idealite faktörü ve bariyer yükseklikleri sırasıyla 2 ve 0.7 eV civarında bulundu. Örneklerin ışık altında ki ölçümleri 300 mV civarında açık devre voltajı ve 3.2xl0“7 A kısa devre akımı verdi. Schottky aygıtlarında 588 fi'luk yüksek seri direnç etkisi gözlendi. Sınırlı boşluk yükü akım mekanizmasının Schottky yapılardaki geçerliliği araştırıldı ve bu mekanizmanın, doğrudan InSe (bulk)'a bağlı olduğu tespit edildi. Çoklueklem güneş pili yapıları TO/n-CdS/p-InSe/Metal formunda elde edildi. En iyi foto-voltaj tepkisinin altın ve karbon metal kontaklarla elde edildiği anlaşıldı. Açık devre voltajı ve kısa devre akımları sırasıyla 400 mV ve 4.9x1 0”8 A civarında bulundu. Çoklueklem aygıtların idealite faktörleri 2.5 yakınlarında gözlendi. Yüksek seri direnç etkisi çoklueklem aygıtlar için de gözlendi ve FF (doluluk faktörü) 0.4 civarında hesaplandı ki, bu da düşük verimliliğin bir nedeniydi.

Özet (Çeviri)

ABSTRACT INVESTIGATION OF InSe THIN FILM BASED DEVICES Yılmaz, Koray Ph.D., Department of Physics Supervisor: Assoc.Prof.Dr. Mehmet Parlak Co-Supervisor: Prof.Dr. Çiğdem Erçelebi September 2004, 1 5 1 pages. In this study, InSe and CdS thin films were deposited by thermal evaporation method onto glass substrates. Schottky and heterojunction devices were fabricated by deposition of InSe and CdS thin films onto SnC>2 coated glass substrates with various top metal contacts such as Ag, Au, In, Al and C. The structural, electrical and optical properties of the films were investigated prior to characterization of the fabricated devices. The structural properties of the deposited InSe and CdS thin films were examined through SEM and EDXA analysis. XRD and electrical measurements have indicated that undoped InSe thin films deposited on cold substrates were amorphous with p-type conductivity lying in the range of İO^-IO“5 (IX cm)”1 at room temperature. Cd doping and post-depositional annealing effect on the samples were investigated and it was observed that annealing at 100 °C did not show any significant effect on the film properties, whereas the conductivity of the samples increased as the Cd content increases. Temperature dependent I-V and Hall effect measurements have shown that conductivity and carrier concentration increases with increasing absolute IVtemperature while mobility is almost temperature independent in the studied temperature range of 100-430 K. The structural and electrical analysis on the as-grown CdS thin films have shown that the films were polycrystalline with n-type conductivity. Temperature dependent conductivity and Hall effect measurements have indicated that conductivity, mobility and carrier concentrations increases with increasing temperature. Transmission measurements on the as-grown InSe and CdS films revealed optical band gaps around 1.74 and 2.36 eV, respectively. Schottky diode structures in the form of TO/p-InSe/Metal were fabricated with a contact area of around 8x10“ cm and characterized. The best rectifying devices obtained with Ag contacts while diodes with Au contacts have shown slight rectification. The ideality factor and barrier height of the best rectifying structure were determined to be 2.0 and 0.7 eV, respectively. Illuminated I-V measurements revealed open-circuit voltages around 300 mV with short circuit current 3.2x1 0”7 A. High series resistance effect was observed for the structure which was found to be around 588 O. Validity of SCLC mechanism for Schottky structures was also investigated and it was found that the mechanism was related with the bulk of InSe itself. Heterostructures were obtained in the form of TO/n-CdS/p-InSe/Metal and the devices with Au and C contacts have shown the best photovoltaic response with open circuit voltage around 400 mV and short circuit current 4.9x1 0"8 A. The ideality factor of the cells was found to be around 2.5. High series resistance effect was also observed for the heterojunction devices and the fill factors were determined to be around 0.4 which explains low efficiencies observed for the devices.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    268453

    Investigation of electrical and optical properties of Ag-In-Se based devices

    Ag-In-Se tabanlı aygıtların elektiriksel ve optik özelliklerinin tespit edilmesi

    MURAT KALELİ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Fizik Bölümü

    PROF. DR. MEHMET PARLAK

  2. Tez No

    884597

    InSe yarıiletken ince filmlerin cam ve siyah silikon üzerine büyütülerek yapısal ve optiksel özelliklerinin incelenmesi

    Growth of inse thin film semiconductor on glass and black silicon substrates investigation of their structural and optical properties

    CANSU EMİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEMA BİLGE OCAK

  3. Tez No

    336958

    InSe ince filmlerinin farklı alt tabanlar üzerinde büyütülmesi ve optik, yapısal, fotoelektrik özelliklerinin araştırılması

    Growth of InSe thin films on different substrates and investigation of optical, structural, photoelectrical properties

    FATİH ÜNAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Fizik ve Fizik MühendisliğiKafkas Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HASAN MAMMADOV

  4. Tez No

    68355

    Preparation and electrical structural optical characterization of İn Se thin films

    İn Se ince filmlerin hazırlanışı ve elektrik yapı, optik karakterizasyonu

    MEHMET PARLAK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    1997

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ÇİĞDEM ERÇELEBİ

  5. Tez No

    336917

    CDS incefilmlerinin farklı alt tabanlar üzerinde CBD yöntemiyle büyütülmesi ve yapısal, optik, fotoelektik özelliklerinin araştırılması

    The investigation of structural, optical and optoelectronical properties of CDS thin films which are deposited on different substrates by CBD method

    GÖKHAN BARİKAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Fizik ve Fizik MühendisliğiKafkas Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEVLÜT KARABULUT

Geri Dön