Fiziksel buhar biriktirme yöntemi ve doktor blade kaplama tekniği ile üretilen CuInSe2 ince filmlerin özelliklerinin araştırılması
Investigation of properties of CuInSe2 thin films produced by physical vapor deposition method and doctor blade coating technique
- Tez No: 646115
- Danışmanlar: PROF. DR. KORAY YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Pamukkale Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 138
Özet
Bu çalışmada I-III-VI yarıiletken grubuna ait %1 Ge katkılı CuInSe2 ince filmlerinin, yapısal, elektriksel ve optik özellikleri; XRD, sıcaklık bağımlı elektriksel iletkenlik, Hall etkisi ve soğurma ölçümleri ile belirlenmiştir. İnce filmler termal buharlaştırma yöntemi ve doktor blade kaplama tekniği ile elde edilmişlerdir. Termal buharlaştırma yöntemi ile elde edilen filmler 100 ve 300 °C sıcaklıklarında, doktor blade kaplama tekniği ile elde edilen filmler ise 200 ve 400 °C sıcaklıklarında 30 dakika tavlanmıştır. Çalışmanın amacı tavlama işleminin film özellikleri üzerindeki etkisinin araştırılmasıdır. Termal buharlaştırma yöntemi ile elde edilen filmlerin stokiyometrik oranı tutarlı değilken doktor blade kaplama tekniği ile üretilmiş filmlerin istenilen stokiyometrik orana sahip ve tetragonal yapıda olduğu belirlenmiştir. İletim mekanizmaları, tuzak seviyeleri, iletkenlik tipi, taşıyıcı konsantrasyonları ve mobilitelerin belirlenmesi için sırasıyla termal buharlaştırma yöntemi ve doktor blade kaplama tekniği ile üretilen numuneler için, 200-420 K sıcaklık aralığı ve oda sıcaklığında Hall ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Sırasıyla termal buharlaştırma yöntemi ve doktor blade kaplama tekniği ile üretilen numunelerin özdirençlerindeki değişim, 5,24 × 105 − 1,69 × 106 Ω. cm ve 8,64 × 104 − 1,25 × 106 Ω. cm aralığındadır. Tavlama sıcaklığına bağlı olarak filmlerin özdirençlerinin düşüş eğiliminde olduğu görülmüştür. Numunelerin iletkenliklerinin sıcaklıkla değişimi üç farklı aktivasyon enerjisini ortaya koymaktadır. Sırasıyla termal buharlaştırma yöntemi ve doktor blade kaplama tekniği ile üretilen numunelerin aktivasyon enerjileri düşük sıcaklık bölgesinde 0,41– 23 meV ve 14 − 26 meV aralığında, yüksek sıcaklık bölgesinde ise 341– 550 meV ve 131– 405 meV aralığındadır. Hall ve hot probe ölçümleri ile numunelerin p tipi iletkenliğe sahip olduğu bulunmuştur. Numunelerin yasak enerji aralıkları UV-VIS-IR spektroskopisinde 190- 1100 nm dalga boyları arasında incelenmiştir. Üretim yöntemi ve tavlamaya bağlı olarak yasak enerji aralıklarının 2,24 eV'dan 0,95 eV değerine düştüğü gözlenmiştir. ANAHTAR KELİMELER: Yarıiletken, İnce Film, Elektriksel Özellikler, Optik Özellikler, Yapısal Özellikler, CuInSe2.
Özet (Çeviri)
In this study, the structural, electrical and optical properties of 1% Ge doped CuInSe2 thin films belonging to the I-III-VI semiconductor group were determined by XRD, temperature dependent electrical conductivity, Hall Effect and absorption measurements. Thin films were obtained by thermal evaporation method and doctor blade coating technique. The films obtained by thermal evaporation method are annealed at 100 and 300 °C, and the films obtained by doctor blade coating technique are annealed at 200 and 400 °C for 30 minutes. The aim of the study is to investigate the effect of annealing on film properties. The films produced by thermal evaporation method were not consistent with the stoichiometric ratio, while the films produced with the doctor blade coating technique had the desired stoichiometry and were tetragonal. In order to determine conduction mechanisms, trap levels, conductivity type, carrier concentrations and mobility for the samples produced by thermal evaporation method and doctor blade coating technique, Hall measurements were performed at 200-420 K temperature range and room temperature, respectively. The change in resistivity of samples produced by thermal evaporation method and doctor blade coating technique, respectively is in the range of 5.24 × 105 − 1.69 × 106 Ω. cm and 8,64 × 104 − 1,25 × 106 Ω. cm. Depending on the annealing temperature, the resistivity of the films has been shown to tend to decrease. The variation of the conductivity of the samples with temperature revealed three different activation energies. The activation energies of the samples produced by thermal evaporation method and doctor blade coating technique are in the range of 0.41– 23 meV and 14 − 26 meV in the low temperature zone, 341– 550 meV and 131– 405 meV meV in the high temperature zone. It was found that the samples have p type conductivity with Hall and hot probe measurements. Forbidden energy gaps of the samples were investigated between 190- 1100 nm wavelengths by UV-VIS-IR spectroscopy. Depending on the production method and annealing, it was observed that the forbidden energy gaps decreased from 2.24 eV to 0.95 eV. KEYWORDS: Semiconductor, Thin Film, Electrical Properties, Optical Properties, Structural Properties, CuInSe2.
Benzer Tezler
- Farklı kompozisyonlara sahip termal bariyer kaplama (TBC) sistemlerinde oluşan sıcak korozyon ve cao-mgo-al2o3-sio2 (Cmas) etkisinin incelenmesi
Investigation of hot corrosion and cao-mgo-al2o3-sio2 (Cmas) effect on thermal barrier coating (TBC) systems with different compositions
YASİN ÖZGÜRLÜK
Doktora
Türkçe
2020
Metalurji MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRETTİN AHLATCI
- The growth of magnesium substituted hydroxyapatite on (Ti,Mg)N thin films and investigation of their potential as hard tissue implant material
Ti,Mg)N ince film yüzeyinde magnezyum katkılı hidroksiapatit büyütülmesi ve sert doku implant malzemesi olarak potansiyellerinin belirlenmesi
SAKİP ÖNDER
Doktora
İngilizce
2013
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATMA NEŞE KÖK
DOÇ. DR. KÜRŞAT KAZMANLI
- Alloying of aluminum surfaces with cathodic arc copper and copper surfaces with cathodic arc aluminum plasma
Alüminyum yüzeylerin katodik ark bakır ve bakır yüzeylerin katodik ark aluminyum plazma kullanılarak alaşımlandırılması
BERİL ÇORLU
Doktora
İngilizce
2010
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÜRGEN
- Seramik kaplanmış AZ31 alaşımının tribolojik, korozyon, tribokorozyon performansı ve biyouyumluluk davranışının incelenmesi
Investigation of tribological, corrosion, tribocorrosion performance and biocompatibility behavior for ceramic coated AZ31 alloy
YUSUF BURAK BOZKURT
Doktora
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYHAN ÇELİK
- Fiziksel buhar biriktirme yöntemi ile yapılan zirkonyum nitrür ince film kaplamanın kaplama parametrelerinin incelenmesi ve optimizasyonu
Investigation and optimization of the coating parameters of zirconium nitride thin film coating deposited by physical vapor deposition technique
MUSTAFA CENK TÜRKÜZ
Doktora
Türkçe
2006
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. E. SABRİ KAYALI