Growth and characterization of undoped and indium doped zinc oxide thin films grown by hydrothermal method
Katkısız ve indiyum katkılı çinko oksit ince filmlerin hidrotermal metot ile büyütülmesi ve karakterizasyonu
- Tez No: 651033
- Danışmanlar: PROF. DR. AYTUNÇ ATEŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Physics and Physics Engineering, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 125
Özet
Çinko oksit optoelektronik uygulamalarda çokça kullanılan bir yarı iletkendir ve şeffaf iletken oksit (TCO) olarak oldukça avantajlı bir malzemedir. Son zamanlarda, araştırmacılar ZnO ince filmleri incelemek ve özelliklerini geliştirmek adına, birçok araştırma yürütmektedirler. Bu çalışmada katkısız ZnO ve farklı oranlarda katkılanmış (%1, %3, %5, %7), indiyum katkılı ZnO (IZO) filmler cam alt taş üzerinde hidrotermal metot ile üretildi. İndiyum katkısının, ZnO filmlerin yapısal, yüzey ve optik özelliklerine etkisi incelendi. Bunun yanı sıra, hidrotermal metodun parametreleri olan, büyütme süresin ve büyütme sıcaklığının ZnO ve IZO filmlerin özelliklerine olan etkisi analiz edildi. Bu amaç ile, ZnO filmlerin büyütme süreleri 3h, 5h, 7h, 9h ve 24h olarak değiştirildi. Ayrıca, büyütme sıcaklıkları da 90℃, 120℃ and 150℃ olarak değiştirildi. Film büyütme işleminden sonra, filmlerin optik, yapısal ve yüzey özelliklerinin karakterizasyonu için X-Işını Difraktometresi (XRD), Taramalı Elektron Mikroskopisi (SEM), Fotolüminesans spektroskopisi (PL) ve Ultraviyole-Görünür Işık (UV-Vis) absorpsiyon spektroskopi ölçümleri uygulandı. Bu Karakterizasyon metotlarıyla filmler için en uygun büyütme parametreleri belirlendi. Karakterizasyon sonuçlarına göre, tüm ZnO ve IZO filmler hidrotermal metot kullanılarak başarıyla üretildi. Hekzagonal vürtzit yapı ve alt taşa iyi yapışma gözlemlendi. Kristalit büyüklüğü, büyüme düzlemindeki XRD şiddeti, dislokasyon yoğunlıuğu ve mikro gerinim değerleri göz önüne alındığında, en iyi uzlaşmaya 9h büyüme süresi, %3In yüzdesi ve 90°C büyütme sıcaklığında ulaşıldı. PL sonucuna göre, en düşük kusur ve en yüksek kristalleşme kalitesi %3In, 9h ve 90°C filmlerde elde edildi. Sonuç olarak, bu çalışma için en iyi büyütme parametreleri, 9h büyütme süresi, 90°C büyütme sıcaklığı ve %3 In katkılama yüzdesi olarak bulundu.
Özet (Çeviri)
Zinc oxide is a widely used semiconductor metal oxide in optoelectronic applications and it is very advantageous material for transparent conductive oxides (TCO). Recently, to investigate and enhance the properties of ZnO thin films, researchers have been carrying out many researches. In this study, undoped ZnO and indium doped ZnO (IZO) films with different indium percentages (1%, 3%, 5%, 7%) were produced by hydrothermal method on glass substrates. The influence of In doping on the structural, surface and optical properties of ZnO films were investigated. On the other hand, as the parameters of hydrothermal method; growth time, growth temperature effects on the properties of the ZnO and In doped ZnO film were analyzed. For this purpose, the growth time of ZnO films were changed as 3h, 5h, 7h, 9h and 24h. Also, growth temperatures were varied as 90℃, 120℃ and 150℃ too. After the film growth process X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Photoluminescence Spectroscopy (PL) and UV-VIS Spectroscopy measurements were carried out to characterize films' structural, optical, and surface properties. By these characterization methods, the best growth parameters of the films were decided. According to characterization results, all the ZnO and IZO films successfully were grown by hydrothermal method. Hexagonal wurtzite structure and well adhesion to substrate were observed. For the crystallite size, XRD intensity at preferred growth plane, dislocation density and microstrain, a good compromise was reached for 9h growth time, 3% In percentage, and 90°C growth temperature. From the PL, the lowest defect and highest crystallization quality were obtained for 3% In, 9h and 90°C films. As a result, for this work, 9 h growth time, 90°C growth temperature and 3% In doping concentration were defined as the best growth parameters.
Benzer Tezler
- Dalgaboyu genişletilmiş swır dedektör uygulaması için (100) InP alttaş üzerine büyütülen zengin indiyum içerikli InxGa1-xAs epitaksiyel katmanların karekterizasyonu
Characterization of indium rich InxGa1-xAs epitaxial layers grown on (100) InP substrate for extended wavelength swir detector application
REYHAN KEKÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Bilim ve TeknolojiSivas Cumhuriyet ÜniversitesiNanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSMAİL ALTUNTAŞ
- A^III B^III C_2^VI tabanlı yarıiletken cihazların kapasitans, dielektrik ve admitans spektroskopisi yöntemleriyle incelenmesi
Analysis of A^III B^III C_2^VI based semiconductor devices by capacitance, dielectric and admittance spectroscopy methods
SERDAR GÖREN
Doktora
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİRHASAN SEYİTSOY
- Ultrasonik kimyasal püskürtme tekniği ile vanadyum katkılı ZnO ince filmlerinin büyütülmesi ve karakterizasyonu
Growth and characterization of vanadium doped ZnO thin films by ultrasonic spray pyrolysis technique
EMRAH SARICA
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Fizik ve Fizik MühendisliğiÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VİLDAN BİLGİN
- Czochralski tekniğiyle katkısız ve sb katkılı ge tek kristallerinin büyütülmesi ve elektriksel karakterizasyonu
Growth and electrical characterization of undoped and sb-doped ge single crystals by czochralski technique
VEYSEL BARAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEMRAN SAĞLAM
- The growth and characterization of Sn doped Al/ZnS/p-Si structures
Sn katkılı Al/ZnS/p-Si yapıların büyütülmesi ve karakterizasyonu
ŞİRİN UZUN ÇAM
Doktora
İngilizce
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET NECMEDDİN YAZICI
PROF. DR. SALİHA TÜLAY SERİN