Investigation of electrical properties of metal-polymer-semiconductor (MPS) structures depending on frequency and voltage
Metal-polimer-yarı iletken (MPS) yapıların elektriksel özelliklerinin frekans ve gerilime bağlı olarak incelenmesi
- Tez No: 822695
- Danışmanlar: PROF. DR. SEBAHADDİN ALPTEKİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çankırı Karatekin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 62
Özet
Bu kapsamlı çalışma, modifiye edilmiş altın (Au) üzerinde silikon (n-Si) diyotların detaylı bir incelenmesini sunar. Modifikasyon, n-Si wafere dönme kaplama yöntemi kullanılarak bir Polivinil Alkol (PVA) ara yüzey tabakası uygulanarak gerçekleştirilmiştir. Bu şekilde, bir Metal-Polimer-Yarı iletken (MPS) yapısına sahip bir Au/PVA/n-Si diyot oluşturulmuştur. Bu diyotların özellikleri ve karakteristikleri, oda sıcaklığında iki frekansta, 5kHz ve 5MHz'de araştırıldı ve değerlendirildi. Çalışma, modifiye edilmiş diyotların doğrudan ve ters polarizasyonlu akım-voltaj (I-V), kapasitans-voltaj (C-V) ve iletkenlik-voltaj (G/ω-V) özelliklerinin analizini sistematik bir şekilde ele aldı. İdealite faktörü (n), seri direnç (Rs), shunt direnç (Rsh) ve bariyer yüksekliği (ΦB) gibi anahtar elektriksel parametreler, bu polarizasyonlu voltaj I-V karakteristiklerinden elde edildi, bu da modifiye edilmiş diyotların işleyişi ve performansı hakkında kritik bir içgörü sağladı. Bu parametrelerin hesaplanması için Cheung fonksiyonları, Ohm kanunu ve Norde'nin metodu gibi çeşitli yöntemler kullanıldı. Hesaplanan seri direnç (Rs) değerleri, bu yöntemlerden elde edildi ve etkileri gerektiği gibi incelendi. Daha ileri inceleme, modifiye edilmiş Au/PVA/n-Si diyotun alınabilirlik, C-V ve G/ω-V karakteristikleri üzerinde gerçekleştirildi. Bu, iki farklı durumda - karanlık ve aydınlatılmış - yapıldı. Azalma tabakasının genişliği (WD) ve bariyer yüksekliği (ΦB(C-V)) dahil olmak üzere birincil elektriksel parametreler, her iki durum için de ters polarizasyonlu C-2-V eğrilerinden belirlendi. Çalışma, aydınlatma koşulları ile voltaja bağlı Rs değerleri arasında güçlü bir korelasyon buldu. Bunlar, hem karanlık hem de 100 mW/cm2 aydınlatma koşulları altında C-V ve G/ω-V verileri kullanılarak elde edildi. Bu çalışma, Au/PVA/n-Si diyotunun I-V, C-V ve G/ω-V karakteristiklerinin aydınlatma tarafından ağır bir şekilde etkilendiğini kesin bir şekilde belirler. Bu araştırmadan elde edilen kanıtlar, MPS yapılarının davranışına yönelik önemli bir anlayış sağlar. Bu, sadece akademik bir bakış açısından değil, aynı zamanda gerçek dünya uygulamalarını da etkileyecek önemdedir. Elektronik ve optik alanlarda bu yapıların daha geniş bir uygulama olasılığını açığa çıkarır, araştırmacılara, mühendislere ve teknolojilere zenginleştirilmiş bir bakış açısı ve pratik bir avantaj sağlar.
Özet (Çeviri)
This comprehensive study presents an in-depth exploration of modified gold (Au) on silicon (n-Si) diodes. The modification was performed by applying a Polyvinyl Alcohol (PVA) interfacial layer onto the n-Si wafer using the spin coating method, thereby creating an Au/PVA/n-Si diode with a Metal-Polymer-Semiconductor (MPS) structure. The properties and characteristics of these diodes were investigated and evaluated under room temperature conditions at two frequencies, 5kHz and 5MHz. The study systematically addressed the analysis of the direct and reverse bias current-voltage (I-V), capacitance-voltage (C-V), and conductance-voltage (G/ω-V) characteristics of the modified diodes. Key electrical parameters such as the ideality factor (n), series resistance (Rs), shunt resistance (Rsh), and barrier height (ΦB) were obtained from these bias voltage I-V characteristics, providing critical insight into the functioning and performance of the modified diodes. A variety of methods were employed for the computation of these parameters, including Cheung functions, Ohm's law, and Norde's method. The calculated series resistance (Rs) values were obtained from these methods and their implications were duly examined. Further examination was conducted on the admittance, C-V and G/ω-V characteristics of the modified Au/PVA/n-Si diode. This was done under two sets of conditions - dark and illuminated. The primary electrical parameters including the thickness of the depletion layer width (WD) and the barrier height (ΦB(C-V)) were determined from the reverse bias C-2-V curves for both sets of conditions. In an enlightening revelation, the study found a strong correlation between the illumination conditions and the voltage-dependent Rs values. These were obtained using C-V and G/ω-V data under both dark and 100 mW/cm2 illumination conditions. This study firmly establishes that the I-V, C-V, and G/ω-V characteristics of the Au/PVA/n-Si diode are heavily influenced by illumination. The evidence from this research provides a substantial understanding of the behavior of MPS structures. This is not only significant from an academic perspective but is also set to influence real-world applications. It unlocks new possibilities for the wider application of these structures in the fields of electronics and optics, giving researchers, engineers, and technologists an enriched perspective and a practical edge.
Benzer Tezler
- Al/MA/p-Si yapıların elektriksel özelliklerinin farklı metodlarla incelenmesi
Investigation of electrical properties of Al/MA/p-Si structures with different methods
ALİ ÖZBAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMA BİLGE OCAK
- Metal-polimer-yarıiletken (MPS) yapıların elektrik ve dielektrik özelliklerinin geniş frekans aralığında incelenmesi
The investigation of electrical and dielectric properties of metal-polymer-semiconductor (MPS) structures in the wide frequency range
AHMET KAYA
Doktora
Türkçe
2013
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEMSETTİN ALTINDAL
- Metal-polimer-yarıiletken (MPY) yapıların hazırlanması, elektriksel ve dielektrik özelliklerinin frekans ve sıcaklığa bağlı incelenmesi
The preparation of metal-polymer-semiconductor (MPS) and investigation of their electrical and dielectric properties based on frequency and temperature
GÜLÇİN ERSÖZ DEMİR
Doktora
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDüzce ÜniversitesiElektrik-Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM YÜCEDAĞ
- Au/(CeO2:ZnO:PVP)/n-Si schottky yapıların ışığa bağlı elektriksel özelliklerinin incelenmesi
Investigation of light dependent electrical properties of Au/(CeO2:ZnO:PVP)/n-Si schottky structures
ORAY ÜSTÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi ÜniversitesiFotonik Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASHAR AZIZIAN-KALANDARAGH
- Au/(Zn-katkılı PVA)/n-4HSiC (MPS) yapıların elektrik ve dielektrik özelliklerinin oda sıcaklığında arayüzey tabakasının kalınlığına bağlı incelenmesi
The investigation electrical and dielectric properties of Au/(Zn-doped PVA)/n-4HSiC (MPS) structures as function of interfacial layer thickness at room temperature
HAVVA ELİF LAPA
Doktora
Türkçe
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KÖKCE