Preparation and electrical structural optical characterization of İn Se thin films
İn Se ince filmlerin hazırlanışı ve elektrik yapı, optik karakterizasyonu
- Tez No: 68355
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ÇİĞDEM ERÇELEBİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: InSe, İnce Film, Tutucu Sıcaklığı, Tavlama Sıcaklığı, Mobilite, İletkenlik, Yapı, Isıl Yükünsel Salım, Hoplama, Tünelleme, Tabakalı Yarıiletkenler. vuı, İnce filmler, InSe, Thin Film, Substrate Temperature, Annealing Temperature, Mobility, Conductivity, Structure, Thermionic Emission, Hopping, Tunneling, Layered Semiconductors, Thin films
- Yıl: 1997
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
öz InSe İNCE FİLMLERİN HAZIRLANIŞI VE ELEKTRİK, YAPI, OPTİK KARAKTERİZASYONU Parlak, Mehmet Doktora, Fizik Bölümü Tez Yöneticisi: Assoc. Prof. Dr. Çiğdem Erçelebi Ocak 1997, 128 sayfa Bu tezde, ısısal buharlaştırma tekniğiyle büyütülmüş InSe ince filmlerin hazırlanışı ve karakterizasyonu üzerine deneysel çalışma sunulmuştur. Taban sıcaklığının ve tavlamanın elektrik, yapı ve optik özellikleri üzerindeki etkilerinin incelenmesi bu çalışmanın temel konusudur. InSe ince filmler farklı sıcaklıklardaki (150-250 °C) cam tabanlar üzerine, tozlaştırılmış InSe tek kristalleri kullanılarak yaklaşık 1um kalınlıkta büyütülmüşlerdir. Bu filmler daha sonra farklı sıcaklıklarda (100-200 °C) 1 saat süreyle azot gazı altında tavlanmışlardır. Oda sıcaklığı iletkenlik ve mobilite değerlerinin tutucu ve tavlama sıcaklığına bağlı olarak 0.5-50 (O-cm)"1 ve 20-204 cm2/V.s aralığında değiştiği gözlenmiştir. Yüksek tutucu sıcaklıklarında, Se kaybının yol açtığı VISe eksikli InSe filmlerin oluşmasından dolayı hemen hemen metalik filmler elde edilmiştir. Sıcaklık bağımlı iletkenlik ve mobilite ölçümleri 50-320 K aralığında gerçekleştirilmiştir. Elektriksel özelliklerin tutucu ve tavlama sıcaklıkların daki değişime kuvvetli bir şekilde bağlı olduğu bulunmuştur. Bütün örnekler için hemen hemen aynı sıcaklık aralıklarında farklı parametrelere sahip üç farklı geçiş mekanizmasının geçerli olduğu tespit edilmiştir. 220 K'in üzerinde ısıl yükünsel salınım geçiş mekanizmasınin etkin olduğu gözlenmiştir. Sırasıyla 100-200 ve 50-100 K sıcaklık aralığında, ısıl yardımlı tünelleme ve değişken erimli hoplamanın en hakim geçiş mekanizmaları olabileceği önerilmiştir. 220 K' in üzerinde bütün örnekler için mobilitenin sıcaklık bağımlılığının Seto'nun ısın yükünsel salınım modeliyle çok iyi açıklanabilmiş olmasına rağmen, 150 ve 200 °C de tavlanan InSe ince filmler için, tane içi (intragrain) iyonlaşmiş safsızlık saçılım mekanizmasının etken mobiliteye katkısının önemli olduğu bulunmuştur. Yapısal çalışmaların sonuçları, InSe ince filmlerin çok örütlü (polycrystal) yapıda ve InSe, ln2Se3, ve ln6Se7 gibi karışık fazlara sahip olduğunu göstermiştir. Bu fazların oluşumunda tutucu sıcaklığının çok etkili olduğu bulunmuş ve yüksek tutucu sıcaklıklarında Se eksikli filmler elde edilmiştir. Büyütülmüş filmlerin optik yasak enerji aralık değerlerinin, artan tutucu ve/veya tavlama sıcaklığıyla yapısal bağdaki azalan düzensizlik ve kusurdan dolayı arttığı bulunmuştur. Bu artış Ts=150 °C de büyütülmüş InSe filmlerde daha etkili olmuştur. Tavlama ve tutucu sıcaklıklarına bağlı olarak direk yasak enerji aralık değerlerinin 1.20 ve 1.37 eV arasında değiştiği gözlenmiştir. vu
Özet (Çeviri)
ABSTRACT PREPARATION AND ELECTRICAL, STRUCTURAL, OPTICAL CHARACTERIZATION OF InSe THIN FILMS Parlak, Mehmet Ph.D., Department of Physics Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Çiğdem Erçelebi January 1997, 128 pages In this thesis, the experimental study on the preparation and the characterization of InSe thin films deposited by thermal evaporation technique is presented. Investigation of the effects of deposition parameters such as the substrate temperature and post depositional annealing on the electrical, structural and optical properties was the objective of this study. InSe thin films were grown at different substrate temperatures (150- 250 °C) using the powdered InSe single crystal onto soda lime glass substrates with thicknesses of around 1|j.m. They were then annealed at different temperatures (100-200 °C) for 1 hour under nitrogen flow. The room temperature conductivity and mobility values varied in a wide range depending on substrate and annealing temperatures, between 1110.5-50 (Q-cm)"1 and 20-204 cm2/V.s respectively. At high substrate temperatures almost metallic films were obtained due to the Se loss which leads to the formation of Se deficient InSe film. The temperature dependent conductivity and mobility measure ments have been carried out in the temperature range from 50 to 320 K. The electrical properties were found to be strongly influenced by the change in the substrate and annealing temperatures. Three different transport mechanisms with different parameters have been identified to be dominant almost in the same temperature intervals for all the samples. The thermionic emission was found to be predominant transport mechanism above 220 K. The thermally assisted tunneling and variable range hopping were proposed as the most predominant transport mechanisms in the temperature ranges of 100-200 K and 50-100 K respectively. Eventhough the temperature dependence of mobility for all samples has been well described by Seto's thermionic emission model above 220 K, for the InSe films annealed at 150 °C and 200 °C, the contribution of intragrain ionized impurity scattering mechanism to the effective mobility was found to be significant. The results of the structural studies showed that all the deposited InSe thin films were polycrystalline in nature and had structurally composite phases, such as InSe, ln2Se3, and ln6Se7. The formation of these phases was found to be strongly affected by the substrate temperature and the Se deficient films were obtained at high substrate temperatures. The optical band gap values of the grown films was found to increase with increasing substrate and/or annealing temperature due to the reduction of disorder and defect in structural bonding. This increase was more pronounced for InSe films deposited at Ts=150 °C. The direct IVenergy gap values varied in between 1.20 and 1.37 eV depending on annealing and substrate temperatures.
Benzer Tezler
- 2,4,6-tris[amino-hekza(hekziltiyo)ftalosiyanin]-s-triazin sentezi ve özelliklerinin incelenmesi
Synthesis and characterization of 2,4,6-tris[amino-hexa(hexylthio)phthalocyanine]-s-triazine
NAZAN OZAN
- Nadir element katkılı seramik malzemenin sol-jel daldırma yöntemiyle cam üzerine kaplanmasının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
V.HİLMİ AKINCI
- Amorf silisyumda staebler wronski etkisinin fotoiletkenlik parametresi üzerindeki rolü
The Role of staebler-wronski effect on the prameter of photocondictivity in amorphus silicon
SEVİLAY UĞUR
- Beton çeliklerin oksidasyonu ve oksit tabakasının karakterizasyonu
Başlık çevirisi yok
S.SEMİH OCAKSÖNMEZ
