ZnO filmlerinin elektrik, optik, yapısal ve yüzeysel özellikleri üzerine kalay katkısının etkisi
The Effect of tin doping on electric, optic, structural and surface properties of ZnO films
- Tez No: 136657
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SALİH KÖSE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2003
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET (ZnO)ı_x(SnO)x (0<xSl) filmleri ultrasonik kimyasal püskürtme tekniği ile 350±5 °C taban sıcaklığında ve farklı Sn konsantrasyonlarında elde edilmiştir. Elde edilen filmlerin bazı elektrik ve optik özellikleri, kristal sistemleri, yüzey morfolojileri incelenmiş ve mikroanalizleri yapılmıştır. Filmlerin kalınlıklarının 3.25-12.75 um arasında değiştiği ve artan Sn konsantrasyonuna bağlı olarak kalınlıkların arttığı belirlenmiştir. Elde edilen filmlerin geçirgenlik ve soğurma spektrumlanndan faydalanılarak; yansıma katsayıları, lineer soğurma katsayıları, kırılma indisleri, sönüm katsayıları ve dielektrik sabitleri hesaplanmıştır. Bu parametrelerin dalgaboyuna bağlı olarak değişimleri incelenmiştir. Filmlerin yasak enerji aralıklarının ve Urbach parametrelerinin, sırasıyla 3.33-3.77 eV ve 60-242 meV arasmda değiştiği belirlenmiştir. Filmlerin karanlık ve aydınlık şartları altında hesaplanan özdirençlerinin; sırasıyla 2.32xl01-7.47xl03 D.cm ve 8.79-2.01xl03 Q.cm arasında değiştiği görülmüştür. Bütün filmlerin elektriksel iletkenlik türlerinin, sıcak uç tekniği ile n-tipinde oldukları belirlenmiştir. Filmlerin iletim mekanizmalarını incelemek amacıyla elde edilen I-V karakteristiklerinden; filmlerin ohmik ve bazı filmlerin de sığ ve derin tuzaklı yapıya sahip oldukları tespit edilmiştir. Filmlerin ac iletkenlik ölçümlerinden; 10 kHz'lik frekans için iletkenliklerinin 1.85xl0“7-7.78xl0”5 S arasında değiştiği belirlenmiştir. ZnO ve SnÜ2 filmlerinin iletkenliklerine de iletkenliğin, (ZnO)ı-x(SnO)x (0.1<x£0.9) filnılerininkine ise hem de hem de ac iletkenliğin katkı sağladığı görülmüştür. Filmlerin iletkenliklerinin sıcaklığa bağlı değişimlerinden; düşük ve yüksek sıcaklık bölgeleri için donör ve donör gibi davranan tuzakların enerjilerinin, sırasıyla 5.24-51.9 meV ve 0.026-0.366 eV arasında değiştiği görülmüştür. XRD desenlerinden tüm filmlerin polikristal yapıda oldukları belirlenmiştir. Filmlerin tercihli yönelimleri için yapılanma katsayıları, yan pik genişlikleri ve yaklaşık tane büyüklükleri hesaplanmıştır. SEM fotoğraflarından; filmlerin yüzeylerinin homojen dağılıma sahip olup olmadıkları incelenmiştir. EDS mikroanalizlerinden; Zn, Sn ve O elementlerinin katı film içerisinde bulunduğu ve Sn konsantrasyonu artarken Zn miktarının ise azaldığı tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
VI SUMMARY (ZnO)i-x(SnO)x (Oât<l) films were deposited at 350±5 °C substrate temperature and different Sn concentrations by ultrasonic spray pyrolysis technique. Some electrical and optical properties, crystal systems, surface morphologies and microanalyses of the films were investigated. The thicknesses of the films were determined to have values between 3.25-12.75 urn and increased depending on the increasing Sn concentration. Using transmission and absorption spectra; reflection coefficients, linear absorption coefficients, refractive indexes, extinction coefficients and dielectric constants of films were calculated. The variations of these parameters depending on the wavelength were investigated. It was determined that forbidden energy gaps and Urbach parameters of films have values 3.33 eV and 60-242 meV, respectively. The resistivities of the films in dark and light conditions were found between 2.32xl01-7.47xl03 Q.cm and 8.79-2.01xl03 Q.cm, respectively. It was observed that all films have n-type electrical conductivity using hot probe technique. From I-V characteristics measured in order to determine the conductivity mechanisms of the films, it was determined that films have ohmic and some of them have shallow and deep trapped structure. It was observed that conductivities of the films varied between 1.85xl0~7-7.78xl0~5 S for the frequency value of 100 kHz from ac conductivity measurements. It was seen that the conductivities of ZnO and SnC>2 films were contributed to dc conductivity and those of (ZnO)i-x(SnO)x (0.1<x<0.9) were contributed to both dc and ac conductivities. Using the temperature dependent conductivities of the films, the energies of donors and traps like donor were calculated between 5.24-51.9 meV and 0.026-0.366 eV at low and high temperature regions, respectively. It was seen from XRD patterns that all films have polycrystalline structure. For preferential orientations of films, texture coefficients, half peak widths and grain sizes were calculated. Whether the surfaces of the films are homogenous or not were investigated using SEM photographs. It was determined from EDS microanalyses of the films that Zn, Sn and O elements were present in solid films and the amount of Zn element decreased with the increasing Sn concentration.
Benzer Tezler
- Alüminyum katkılı ZnO ince filmlerinin bazı fiziksel özellikleri
Some physical properties of alüminum doped ZnO thin films
OLCAY EREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnadolu ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MÜJDAT ÇAĞLAR
- Püskürtme yöntemiyle Zno/CdTe ince film güneş pilleri yapımı
Başlık çevirisi yok
ABUZER TÜRKMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Fizik ve Fizik MühendisliğiYüzüncü Yıl ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REMZİ ENGİN
- ZnO ince film kaplamaların DC magnetron sıçratma yöntemiyle cam taban malzemeler üzerine biriktirilmesi
Deposition of ZnO thin films with DC magnetron sputtering on glass substraties
BORA ALPARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimyasal Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OKAN ADDEMİR
- Electroactivity of PVDF electrospun fiber mats and ZnO/PVDF composites
Elektrodokuma ile üretilen pvdf filmlerin ve ZnO/PVDF kompozitlerin elektroaktivitesi
ERDEM ÖĞÜT
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MELİH PAPİLA
- Püskürtme yöntemiyle elde edilen in katkılı ZnO filmlerinin DC ve optik özellikleri
DC and optical properties of in doped ZnO films produced by the spray pyrolysis method
MÜJDAT ÇAĞLAR
Doktora
Türkçe
2002
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnadolu ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MUHSİN ZOR