Geri Dön

ZnO:HfO2 ince filmlerin üretilmesi ve karakterizasyonu

The fabrication and characterization of ZnO: HfO2 thin films

PDF İndir

  1. Tez No: 960845
  2. Yazar: AYTEN SEÇKİN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HALUK KORALAY
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 123

Özet

Bu çalışmada, p-tipi silisyum (p-Si) taban üzerine HfO₂ ve ZnO ince filmleri kaplanarak oluşturulan Al/ZnO/HfO₂/p-Si yapılarının yapısal, optik ve elektriksel özellikleri sistematik olarak incelenmiştir. HfO₂ kalınlığı sabit tutulmuş, ZnO tabakası ise 1, 3 ve 5 döngü ile arttırılmış; numuneler sırasıyla H2, H2Z1, H2Z3 ve H2Z5 olarak adlandırılmıştır. XRD analizleri, artan ZnO kalınlığıyla kristal boyutunun arttığını, mikrogerilim ve dislokasyon yoğunluğunun azaldığını göstermiştir. FE-SEM ve AFM görüntüleri, ZnO kalınlığı arttıkça yüzeyin daha homojen ve yoğun hale geldiğini göstermiştir. Optik bant aralığı 4,15–4,38 eV arasında değişmiştir. Akım-gerilim (I–V) ölçümleri, H2Z3 numunesinin en düşük seri dirence, en yüksek fotoyanıta ve en iyi diyot karakteristiğine sahip olduğunu göstermiştir. Işığa bağlı ölçümler, H2Z3 için yüksek fotoduyarlılık, algılama yeteneği ve yaklaşık 110 dB'lik geniş bir doğrusal dinamik aralık (LDR) ortaya koymuştur. C–V ve G–V analizleri, ZnO kalınlığının arayüzey özelliklerini ve frekansa bağlı kapasitansı önemli ölçüde etkilediğini göstermiştir. H2Z3, aydınlatma altında en kararlı ve uygun davranışı sergilemiştir. Empedans spektroskopisi sonuçları, artan ZnO kalınlığıyla yük taşıma direncinin azaldığını ortaya koymuştur. Elde edilen eşdeğer devre parametreleri H2Z3'ün en iyi elektriksel performansa sahip olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak, özellikle üç döngü ZnO içeren yapıların optoelektronik uygulamalarda yüksek performans sergilediği görülmüştür.

Özet (Çeviri)

In this study, Al/ZnO/HfO₂/p-Si heterostructures were fabricated by depositing HfO₂ and ZnO thin films on p-type silicon (p-Si) substrates, and their structural, optical, and electrical properties were systematically investigated. While the HfO₂ layer thickness was fixed, the ZnO layers were deposited with 1, 3, and 5 cycles, producing samples labeled as H2, H2Z1, H2Z3, and H2Z5. XRD analysis showed that increasing ZnO thickness improved crystallinity by increasing crystallite size and reducing microstrain and dislocation density. FE-SEM and AFM images confirmed denser and more uniform surface morphology with thicker ZnO layers. The optical bant gap ranged from 4,15 to 4,38 eV and increased with ZnO thickness. Current-voltage (I–V) measurements revealed that H2Z3 exhibited the lowest series resistance, highest photocurrent, and best diode characteristics. Light-dependent measurements showed enhanced responsivity, detectivity, and linear dynamic range (LDR ≈ 110 dB) for H2Z3. Capacitance-voltage (C–V) and conductance-voltage (G–V) measurements demonstrated that ZnO thickness significantly affects interfacial properties and frequency-dependent capacitance. H2Z3 showed the most stable and favorable C–V/G–V behavior under illumination. Impedance spectroscopy (Nyquist plots) indicated reduced charge transfer resistance with increasing ZnO thickness. Equivalent circuit modeling revealed that H2Z3 had the best interfacial properties and conductivity. Overall, the results suggest that optimizing the ZnO thickness, particularly with three deposition cycles, significantly enhances the device performance, making ZnO/HfO₂/p-Si heterostructures promising candidates for photodetector and optoelectronic applications.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    598824

    ALD yöntemi kullanılarak üretilmiş ZnO,TiO2 ve HfO2 ince film kaplamaların karakterizasyonu ve diyot özelliklerinin incelenmesi

    Characterizations and diode properties of ZnO, TiO2 and HfO2 thin films produced by ALD

    YAĞMUR ALTAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Metalurji MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAKAN ATEŞ

  2. Tez No

    472888

    Atomic layer deposition of III-nitrides and metal oxides; their application in area selective ALD

    III-nitratların ve metal oksitlerin atomik katman kaplamısı; bunların alan seçici ALD'deki uygulamaları

    ALI HAIDER

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Bilim ve Teknolojiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    Assist. Prof. AYKUTLU DANA

    DR. NECMİ BIYIKLI

  3. Tez No

    507360

    HfO2, Al2O3, and ZnO Based metal-insulator-metal photovoltaic structures for Solar Cell Applications

    Güneş hücresi uygulamaları için HfO2, Al2O3 ve ZnO bazlı fotovoltaik metal-yalıtkan-metal yapıları

    EMRE CAN DURMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YAŞAR GÜRBÜZ

  4. Tez No

    531972

    Türkiyede üretilen bazı seramik ürünlerin indüktif eşlemeli plazma kütle spektrometresi (Icp-Ms) ve X-ışını floresans spektrometresi (Xrf) kullanılarak elementel analizlerinin yapılması

    Elemental analysis of some ceramics produced in Turkey by using inductively coupled plasma-mass spectrometer (Icp-Ms) and X-ray fluorescence (Xrf) spectrometer

    ÜNAL ŞAHİNCİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Fizik ve Fizik MühendisliğiErciyes Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEMA ÖZTÜRK YILDIRIM

  5. Tez No

    414210

    ZnO nanorod temelli penisilin biyosensörünün hazırlanması

    Preparation of penicillin biosensor based on ZnO nanorod

    ÇİSEM TURAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    BiyokimyaYıldız Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. EMİNE KARAKUŞ

Geri Dön