Grafen-moleküler organik yarıiletken fotodiyotların optoelektronik özelliklerinin araştırılması
Investigation of optoelectronic properties of graphene-molecular organic semiconductor photodiodes
- Tez No: 771571
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞÜKRÜ KARATAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Fotodiyot, Fotoiletkenlik, Grafen oksit, Yarı iletkenler, Photodiode, Photoconductivity, Graphene oxide, Semiconductors
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, üç farklı diyot üretildi. Bu diyotlarda arayüzey malzemesi olarak grafenoksit (GO) ve perilen-3,4,9,10-tetrakarboksilik dianhidrit (PTCDA kullanıldı. GO ve PTCDA toz halindeki malzemelerin, morfolojisini karakterize etmek için XRD, FT-IR ve SEM yapısal analizleri yapıldı. GO ve PTCDA çözeltileri, vakumlu spin kaplama yöntemi ile hazırlanmış olan omik kontak p-Si/Al yapısı üzerine yüzey genişletme işlemiyle kaplama yapıldı. Bu işlemler sonucunda Al/GO/p-Si/Al, Al/PTCDA/p-Si/Al ve GO ile PTCDA çözeltileri aynı oranda (1:1) karıştırılarak Al/GO-PTCDA/p-Si/Al diyotları üretildi. Üretilen bu üç diyotun elektriksel parametrelerini hesaplamak için diyotun akım-gerilim (I-V) karakteristik ölçümleri yapıldı. Diyotlar oda sıcaklığında (300 K), ±3 V aralığında karanlıkta, oda şartlarında ve 20-40-60-80-100 mW/cm2 değişen ışık şiddetleri altında, Termiyonik Emisyon (TE) teorisi yöntemi ile karakterize edildi. Al/GO/p-Si/Al, Al/PTCDA/p-Si/Al ve Al/GO-PTCDA/p-Si/Al diyotların akım-gerilim (I-V) ölçümleri sonucunda elde edilen değerler kullanılarak grafikler çizildi. Üretilen diyotların ışık şiddeti altında elektriksel, fotodiyot, fotovoltaik, fotoiletkenlik ve optoelektronik özelliklerini karakterize etmek için; idealite faktörü (n), bariyer yüksekliği (Фb), doğrultma oranı (Rr), doyma akımı (I0), kısa devre akımı (Isc), açık devre gerilimi (Voc), kısa devre akım yoğunluğu (Jsc), maksimum akım (Imax), maksimum gerilim (Vmax), maksimum güç (Pmax), dolgu faktörü (FF), güneş pili verimi (η), fotoakım (Iph), fotoduyarlılık (RR) ve fototepki (R) parametreleri hesaplandı. Sonuç olarak üretilen fotodiyotlar elektronik endüstrisinde ve elektronik devre elemanlarının fotodiyot olarak foto-algılama cihazlarında kullanılabileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, three different diodes were fabricated. Graphenoxide (GO) and perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic dianhydride (PTCDA) were used as interface materials in these diodes. XRD, FT-IR and SEM structural analyzes were performed to characterize the morphology of GO and PTCDA powdered materials. GO and PTCDA solutions were coated by surface expansion process on the ohmic contact p-Si/Al structure prepared by vacuum spin coating method. As a result of these processes, Al/GO-PTCDA/p-Si/Al diodes were produced by mixing Al/GO/p-Si/Al, Al/PTCDA/p-Si/Al and GO and PTCDA solutions in the same ratio (1:1). In order to calculate the electrical parameters of these three diodes, current-voltage (I-V) characteristic measurements of the diode were made. The diodes were characterized by the Thermionic Emission (TE) theory method at room temperature (300 K), in the dark in the range of ±3 V, at room conditions and under varying light intensities of 20-40-60-80-100 mW/cm2. Graphs were drawn using the values obtained as a result of current-voltage (I-V) measurements of Al/GO/p-Si/Al, Al/PTCDA/p-Si/Al and Al/GO-PTCDA/p-Si/Al diodes. To characterize the electrical, photodiode, photovoltaic, photoconductivity and optoelectronic properties of the produced diodes under light intensity; ideality factor (n), barrier height (Фb), rectification ratio (Rr), saturation current (I0), short-circuit current (Isc), open-circuit voltage (Voc), short-circuit current density (Jsc), maximum current (Imax) ), maximum voltage (Vmax), maximum power (Pmax), fill factor (FF), solar cell efficiency (η), photocurrent (Iph), photosensitivity (RR) and photoresponse (R) parameters were calculated. As a result, the produced photodiodes show that they can be used in the electronics industry and electronic circuit elements can be used as photodiodes in photo-sensing devices.
Benzer Tezler
- Synthesis and characterization of amide containing polybenzoxazines from bio-based compounds
Biyo bazlı bileşiklerden amid içeren polibenzoksazinlerin sentezi ve karakterizasyonu
EMİNE YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BARIŞ KIŞKAN
- Innovative reverse osmosis membrane manufacturing with green and nanocomposite carbon quantum dots for desalination purposes
Desalinasyon amaçlı yeşil ve nanokompozit karbon kuantum noktaları ile yenilikçi ters osmoz membranı üretimi
SEVDE KORKUT
Doktora
İngilizce
2025
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU
- Nanomaterials in macromolecular synthesis
Makromoleküler yapıların sentezinde nanomalzemelerin kullanımı
AZRA KOCAARSLAN AHMETALİ
Doktora
İngilizce
2021
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF YAĞCI
- Fabrication and characterization of nickel oxide functionalized graphene oxide-polyacrylamide nanocomposites
Nikel oksit ile fonksiyonelleşmiş grafen oksit-poliakrilamid nanokompozitin üretimi ve karakteristik özelliklerinin incelenmesi
CUMHUR YILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİGEN KADIRGAN
- Syntheses, characterizations, and device fabrications of organic molecules for energy storage devices
Enerji depolama cihazlarında kullanılmak üzere organik moleküllerin sentezi, karakterizasyonu ve cihaz uygulamaları
SEBAHAT TOPAL