The growth of doped ZnO thin films by the silar method and investigation of structural, optical and electrical properties
Büyütülen katkılı ZnO filmlerin sılar yöntemiyle ve yapısal, optik ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi
- Tez No: 832753
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ İLKER KARA
- 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: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 68
Özet
Son yıllarda yarıiletken malzemelerin nano-boyuttaki yapılarının ve ince filmlerinin üretimi ve karakterizasyonu, bilim ve teknolojinin birçok alanında önemli bir araştırma ve uygulama konusu haline gelmiştir. Bu alanlardan biri de çinko oksit (ZnO) ince filmlerinin sentezi ve karakterizasyonudur. ZnO, geniş bir enerji aralığına sahip yarıiletken bir malzeme olması ve benzersiz elektriksel, optik ve yapısal özelliklere sahip olması nedeniyle büyük ilgi görmektedir. Ayrıca, bu filmler bir dizi uygulama için potansiyel sunmaktadır. Özellikle de yarıiletken cihazlar, optoelektronik cihazlar, güneş hücreleri ve sensörler gibi alanlarda kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında, SILAR yöntemi kullanılarak ITO alltaş üzerine büyütülen, katkısız ZnO ve Sn ve Cu katkılı ZnO ince filmlerin yapısal ve elektriksek karekterizasyonu yapılmıştır. 40 kat SILAR döngüsü yapılarak büyütülen ince film numuneleri elde edildikten sonra 300 °C'de tavlanmışlardır. Üretilen katkısız ZnO ve Sn ve Cu katkılı ZnO ince filmlerin yapısal, yüzeysel morfolojik ve elektriksel özellikleri incelenmiştir. SEM analizlerinden katkısız ZnO ince film numunesinin yüzey morfolojisi, alt üzerinde bazı boşluklar içermekle birlikte küresel yapıların oluşumunu ortaya koymaktadır. Sn katkılı ZnO ince film numunesi, ITO substratı üzerinde nano çiçek yapılarının şeklinde büyümesini sergilemiştir. Oluşan yapılar belirli bölgelerde birleşerek kırık katmanlar oluştururken, diğer alanlarda boşluklar bulunur. Cu katkılı ZnO ince film numunesinin yüzey morfolojisi, ITO substratı üzerinde düz ve nispeten daha kalın bir tabaka oluşumunu göstermiştir. Bu katman boşluklar oluşturan kırıklar sergiler. Elektriksel analizlerinden (I-V) farklı elementlerle katkılama işleminin olumlu sonuçlar verdiği görüldü. Bu sonuç üretilen ince filmlere yüksek dirençe sahip olmamasından dolayı şeffaf taşıyıcı film (TCO) olarak kullanılabileceği düşünülmektedir
Özet (Çeviri)
In recent years, the production and characterization of nano-sized structures and thin films of semiconductor materials have become significant subjects of research and application across various fields of science and technology. One of these areas of interest is the synthesis and characterization of zinc oxide (ZnO) thin films. ZnO has garnered substantial attention due to being a semiconductor material with a wide energy bandgap and possessing unique electrical, optical, and structural properties. Additionally, these films offer potential for a range of applications, especially in areas such as semiconductor devices, optoelectronic devices, solar cells, and sensors. In this thesis study, structural and electrical characterization was conducted on undoped ZnO and Sn- and Cu-doped ZnO thin films grown on ITO substrates using the SILAR method. Thin film samples were obtained by performing 40 SILAR cycles and subsequently annealed at 300 °C. The structural, surface morphological, and electrical properties of the produced undoped ZnO and Sn- and Cu-doped ZnO thin films were examined. SEM analysis revealed that the surface morphology of the undoped ZnO thin film sample exhibited the formation of spherical structures with some voids on the substrate. The Sn-doped ZnO thin film sample exhibited growth in the form of nano-flower structures on the ITO substrate. The formed structures formed fractured layers in certain areas while voids were present in other regions. The surface morphology of the Cu-doped ZnO thin film sample indicated the formation of a flat and relatively thicker layer on the ITO substrate, exhibiting fractures that created voids. Electrical analysis (I-V) showed positive results of doping with different elements. This suggests that the produced thin films could be used as transparent conducting films (TCO) due to their low resistance.
Benzer Tezler
- Synthesis of ZnO and Si nanowires for the fabrication of 3rd generation solar cells
Üçüncü nesil güneş pillerinin üretimi için ZnO ve Si nanotellerin sentezlenmesi
ELİF PEKSU
Doktora
İngilizce
2019
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN KARAAĞAÇ
- Al:ZnO anot elektrot uygulamalı hibrit perovskit güneş hücresi ve polimer ışık yayan diyot fabrikasyonu
Fabrication of hybrid perovskite solar cell and polymer light emitting diode with application of Al:ZnO anode electrode
ALİ BALTAKESMEZ
Doktora
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN TÜZEMEN
- Galyum katkılı çinko-oksit ince filmlerin özelliklerine sıçratma gücünün ve kaplama sonrası uygulanan ısıl işlemin etkileri
Effect of sputtering power and post annealing process on properties of gallium-doped zinc oxide thin films
BİRSEN HANDEM ERGÜNHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET KARAASLAN
- 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
- Zinc oxide based transparent conductive oxide thin films deposited by R.F. magnetron sputtering for photovoltaic applications
Çinko oksit alaşımlı saydam illetken oksit ince filmlerin fotovoltaik uygulamalar için R. F. manyetik sıçratma tekniğiyle biriktirilmesi
NİLÜFER DUYGULU
Doktora
İngilizce
2013
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiÜretim Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET EKERİM
DOÇ. DR. ALP OSMAN KODOLBAŞ