Rf-sputtering of doped zinc oxides thin films, the effect of low substrate heating deposition
Rf- püskürtmeli katkılanmış çinko oksit ince filmler, düşük alttaş ısıtmalı büyütme etkisi
- Tez No: 450633
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. AYKUTLU DANA, YRD. DOÇ. NECMİ BIYIKLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 82
Özet
Çinko oksit (ZnO) 3.4 eV gibi geniş bir bant aralığına sahip olması ile beraber, 1930'lu yıllardan beri elektronik uygulamalar için kullanılmaktadır. Son otuz yıl boyunca ince film teknolojileri, ince film tranzistörler (TFTs), şeffaf iletken elektrotlar (TCEs) ve ince film fotovoltaik güneş hücreleri gibi uygulmalarda daha çok potansiyel vadetmesi sebebiyle, katkılanmış çinko oksit ile daha fazla ilgilenmektedir. Özellikle indiyum ve galyum katkılı çinko oksit (IZO), (GZO), (IGZO) ince filmler dikkate değer elektriksel ve optik özelliklerinden dolayı araştırmacıların daha çok ilgisini çekmekte ve yeni nesil esnek optoelektonik uygulamalar için iyi bir aday olarak göze çarpmaktadır. Bu tez çalışması, ince filmlerde, kaplama parametrelerinin, optik özellikler ve kristallik üzerindeki etkisini incelemektedir. Ayrıca, ince filmlerin, kimyasal bileşimleri, elektriksel ve şekilsel özellikleri oda sıcaklığında ve 200°C alltaş sıcaklığı altında büyütülen filmlerde karşılaştırmalı olarak çalışıldı. Öncelikle, basınç, plasma gücü ve Argon (Ar) gaz akışı gibi kaplama parametreleri farklı değerlerde değiştirilerek, katkılandırılmış ZnO filmler seri olarak RF- püskürtmeli kaplama tenkiği ile kaplandı. Sonrasında seçilmiş bir kaplama reçetesi alttaş sıcaklığı değiştirilerek test edildi. İyi yapışmış, eş dağılımlı, pürüzsüz ve yüksek oranda saydam filmler gözlendi. Literatür IZO ince filmlerin oda sıcaklığında kaplandığında amorf bir yapıya sahip olduğunu sölese de, bu çalışmada oda sıcaklığında kaplanan IZO ince filmlerin kristal bir yapıya sahip olduğunu gösterdi. Sonuçlar, kaplama esnasında alttaşın düşük miktarlarda ısıtılmasının hem IZO hem de GZO ince filmlerde IGZO ince filmlere oranla daha etkili olduğunu gösterdi. Her bir karakterizasyon aşamasının ayrı ayrı bahsedilecek olmasıyla beraber, düşük sıcaklığın, diğer karakterizasyonlara kıyasla; kristallik ve optik özelliklerde daha çok etkili olduğu gözlendi. Kalın filmler (~1 µm), film sertliği (H) ve elastikiyet katsayısını (E) içeren mekanik özelliklerin incelenmesi için büyütüldü.
Özet (Çeviri)
Zinc Oxide (ZnO) has been studied since 1930's as a candidate for the electronic applications, as it possesses a wide bandgap of 3.4 eV. While in the last 3 decades the technology of thin films were more interested in Doped zinc oxide (ZnO) for their promising potential for many applications including thin film transistors (TFTs), transparent conductive electrodes (TCEs), and thin-film photovoltaic solar cells. Mainly Indium doped and Gallium doped-zinc-oxide (IZO), (GZO) and (IGZO) thin films have drawn researchers' attention due to their remarkable electrical, optical properties, making them good candidate for the next generation flexible optoelectronic applications. This thesis work studies the effect of deposition parameters on the crystallinity and optical properties of the thin films. In addition, the chemical composition, electrical and morphological properties of the thin films were studied in a comparative form between room temperature (RT)-grown thin films and those gown with substrate heating at 200 °C. First, a series of doped ZnO thin films were deposited by radio frequency RF-sputtering at (RT), as a function of pressure, plasma power, and argon (Ar) flow. Then a chosen deposition recipe was tested with substrate heating. Well-adhered, uniform, smooth and highly transparent films were observed. Although Literature has shown that IZO thin films exhibit amorphous nature at RT-deposition, in this work it was observed that IZO thin films exhibits crystalline nature at RT. Results indicated that low substrate heating has affected both of IZO and GZO more than it has to IGZO Thin films. The low heat effect was more effective on the crystallinity and optical characteristics of these thin films more than its effect on their other characteristics, as it will be demonstrated as we go over each characteristic. Thicker films of (~1m) were grown in order to evaluate the mechanical properties, including film hardness (H) and Young's Modulus (E).
Benzer Tezler
- 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
Bilim ve TeknolojiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ BETÜL KAYNAK
- Preparation of PZT and PLZT thin films on different substrates by sol-gel spin coating methods and investigation of their properties
PZT ve PLZT ince filmlerin farklı altlıklar üzerinde sol-jel spin kaplama yöntemiyle hazırlanması ve özelliklerinin incelenmesi
MUSTAFA ÇAĞRI BAYIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Bilim ve TeknolojiGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EBRU MENŞUR ALKOY
- Characterization of molybdenum oxide and magnesium doped zinc oxide charge transport layers deposited by sputtering for heterojunction solar cells
Heteroeklem güneş hücreleri için saçtırma yöntemi ile büyütülmüş molibden oksit ve magnezyum katkılı çinko oksit yük taşıyıcı tabakaların karakterizasyonu
GENCE BEKTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SELÇUK YERCİ
DOÇ. DR. ALPAN BEK
- Düşük yayıcı kaplama tasarımı, hazırlanması ve karakterizasyonu
Design, preparation and characterization of low emissivity coating
MELTEM BABAYİĞİT CİNALİ
Doktora
Türkçe
2019
EnerjiHacettepe ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM DUYAR COŞKUN
- ITO, IZO ve AZO ince filmlerinin bazı fiziksel özelliklerinin incelenmesi
Investigation of some physical properties of ITO, IZO and AZO thin films
SALİHA ELMAS
Doktora
Türkçe
2013
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ŞADAN KORKMAZ