TiO2 tabanlı heteroeklem yapının temel karakteristik parametrelerinin sıcaklığa bağlı I-V (akım-voltaj) ve C-V (kapasite-voltaj) ölçümlerinden tayin edilmesi
Determination of basic characteristic parameters of TiO2 based heterojunction structure from temperature dependent I-V (current-voltage) and C-V (capacity-voltage) measurement
- Tez No: 973306
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞAKİR AYDOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Amaç: Bu tez çalışmasında, TiO₂ tabanlı heteroeklem yapının temel karakteristik parametrelerinin sıcaklığa bağlı I–V (akım-voltaj) ve C–V (kapasite-voltaj) ölçümlerinden tayin edilmesi amaçlanmıştır. Yöntem: p-tipi silikon örnekleri, öncelikle aseton ve metanol kullanılarak temizlendi, ardından yaygın olarak kullanılan RCA temizleme prosedürü uygulanarak yüzeydeki organik kirlerden arındırıldı. Temizlik işlemlerinin ardından, Al kullanılarak 200 nm kalınlığında vakum ortamında termal buharlaştırma yöntemiyle omik kontak gerçekleştirildi. p-Si/Al yapısına, N₂ atmosferinde 10 dakika süreyle 580°C'de ısıl işlem uygulandı. Sonraki aşamada, TiO₂ tabakası katodik elektrokaplama ile p-Si alt tabakalar üzerine büyütüldü. Biriktirilen metal oksit filminin yapısal, morfolojik ve optik karakterizasyonundan sonra TiO₂ yüzeyine Au buharlaştırılarak Au/TiO₂/p-Si/Al yapısında 15 aygıt üretildi. Oda sıcaklığında yapılan I-V ölçümleri sonrasında optimum davranış gösteren bir aygıtın, geniş sıcaklık aralığında I–V ve C–V ölçümlerinin analizi yapıldı. Ayrıca, başka bir aygıt ışığa maruz bırakılmış ve n-TiO₂/p-Si heteroekleminin ışık tepkisini araştırmak için I–V ölçümleri analiz edildi. Aygıtın ters beslem akım değerinin ışığa maruz kalmasıyla, önemli ölçüde artan bir fotodiyot özelliği sergilediği belirlendi. Aygıtın sıcaklığa bağlı I–V ve C–V ölçümlerinde eşlik eden enerji bariyerinin, voltaja da bağlı olduğunu gösterdi. Sıcaklıkla ilişkili I–V ölçümlerinin değerlendirilmesi için termiyonik emisyon ve Norde yöntemi kullanıldı. Bulgular: Denge koşullarına göre, bariyer yüksekliğinin sıcaklıkla artış gösterdiği (80 K'de 0,24 eV ve 300 K'de 0,76 eV) ve idealite faktörünün azaldığı (80 K'de 4,94; 300 K'de 3,17) gözlemlendi. Bu davranış, n-TiO₂/p-Si'nin homojen olmayan bariyer yüksekliğine atfedildi
Özet (Çeviri)
Purpose: In this thesis, it is aimed to determine the basic characteristic parameters of TiO₂ based heterojunction structure from temperature-dependent I–V (current-voltage) and C–V (capacity-voltage) measurements. Method: p-type silicon samples were first cleaned using acetone and methanol. Then the commonly used RCA cleaning procedure was applied to remove organic contaminants from the surface. After cleaning, a 200 nm-thick ohmic contact was formed using the thermal evaporation method in a vacuum environment with Al. The p-Si/Al structure was then heat treated at 580 °C for 10 minutes in an N₂ atmosphere. Next, a TiO₂ layer was grown on the p-Si substrates by cathodic electroplating. After the structural, morphological and optical characterization of the deposited metal oxide film, 15 devices with Au/TiO₂/p-Si/Al structure were produced by evaporating Au onto the TiO₂ surface. Following I-V measurements conducted at room temperature, the device exhibiting optimal behavior was analyzed for I–V and C–V measurements across a wide temperature range. Additionally, another device was exposed to light and I–V measurements were analyzed to investigate the light response of n-TiO₂/p-Si heterojunction. It was found that the device exhibited a photodiode property where the reverse bias current value increased significantly upon light exposure. The temperature dependent I–V and C–V measurements of the device indicated that the accompanying energy barrier was both voltage dependent. Thermionic emission and Norde method were used to evaluate the temperature dependent I–V measurements. Findings: It was observed that the barrier height increased with temperature (0.24 eV at 80 K and 0.76 eV at 300 K) and the ideality factor decreased (4.94 at 80 K; 3.17 at 300 K) according to equilibrium conditions. This behavior was attributed to the inhomogeneous barrier height of n-TiO2/p-Si.
Benzer Tezler
- Mezogözenekli G-C3N4 tabanlı kompozit malzemelerin atık sulardan bazı organik kirleticilerin gideriminde fotokatalitik aktivitesinin değerlendirilmesi
Evaluation of photocatalytic activity of mesoporous G- C3N4 based composite materials in removal of some organic contaminants from waste water
DİREN KILIÇ
Doktora
Türkçe
2023
KimyaAtatürk ÜniversitesiFizikokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMRA KARACA
DOÇ. DR. ÖNDER METİN
- Organik tabanlı güneş hücrelerinde kullanılabilecek ftalosiyaninlerin hesapsal olarak araştırılması, tasarımı ve sentezi
Design, computational screening and synthesis of novel phthalocyanines as organic based solar cell materials
MERAL ARI
- Production of TiO2-poly (alkylenedioxythiophene) nanostructures for dssc application
Boya uyarımlı güneş pili uygulamarı için TiO2poli (alkilendioksitiyofen) nano yapılarının üretimi
TİMUÇİN BALKAN
Doktora
İngilizce
2016
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. SEZAİ SARAÇ
- Fotokatalitik hidrojen üretimi için subftalosiyanin temelli fotokatalizörler
Subphthalocyanine-based photocatalysts for photocatalytic hydrogen production
AŞKIN KİLLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
EnerjiTarsus ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİNE İNCE OCAKOĞLU
- Metal oksit ince filmlerin saçtırma tekniği ile üretimi karakterizasyonu ve gaz sensörü uygulamalarının araştırılması
Production and characterization of metal oxide thin films by sputtering technique and investigation of gas sensor applications
FATİH ŞENASLAN
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYHAN ÇELİK