GaAs yarıiletkeni üzerine iletken polimer kaplanarak oluşturulan yapının elektriksel ve optik özelliklerinin incelenmesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Uludağ Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2015

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: AHMET KIRSOY

Danışman: MUHİTDİN AHMETOĞLU

Özet:

Bu çalışmada n-GaAs yarıiletkeni üzerine P3HT poly(3-hexylthiophene), MEH-PPV poly [2-methoxy-5-(2′-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene] iletken polimerleri, fulleren türevi PCBM [6,6]-phenyl-61C-butric acid methyl ester) ve GO (Graphene oxide) iletken materyalleri kaplanarak Schottky engel diyotları üretilmiştir. Çalışmada kullanılan bu iletken organik materyaller (P3HT, MEH-PPV, PCBM, GO), elektronik dünyasında Schottky diyotlar, organik ledler, transistörler, biyosensörler, fotosensörler, fotovoltaik ve güneş pili uygulamaları gibi çok geniş bir kullanım alanına sahiptir. Üretilen diyotların elektriksel karakteristikleri, akım-voltaj (I-V) ve kapasitans-voltaj (C-V) ölçüm metotları kullanılarak incelenmiştir. Bütün ölçümler oda sıcaklığında gerçekleştirilmiştir. Diyot parametreleri çeşitli yöntemlerle hesaplanarak karşılaştırılmıştır. Polimer kullanarak Au/n-GaAs/Au geleneksel Schottky diyodunun elektriksel özelliklerinin kontrol edilebileceği görülmüştür. Au/n-GaAs/GO/Au diyodunun frekansa bağlı C-V ve G/ω-V ölçümleri oda sıcaklığında 10 kHz-1MHz frekans aralığında gerçekleştirilmiştir. C-V ölçümlerinden artan voltajla birlikte her bir frekans için kapasitansın negatif değerler aldığı gözlenmiştir. Literatürde bu durum negatif kapasitans (NC) olarak bilinir. NC özellikle düşük frekanslarda daha dikkat çekici olup, kapasite değerlerinin mutlak değerinin frekansın düşmesiyle arttığı gözlenmiştir. Seri direnç Rs değerleri de NC'nin gözlendiği yığılma bölgesinde düşük frekanslar için yüksek olup, frekansın artmasıyla düştüğü gözlenmiştir. G/ω-V ölçümlerinden de doğal olarak seri direncin tersine bu bölge için frekansın artmasıyla iletkenlik değerlerinin arttığı gözlenmiştir. Diyodun NC karakteristiği iyonizasyon nedeniyle Fermi seviyesinin altındaki dolu durumlarda meydana gelen ara yüzey yük kaybından kaynaklandığı düşünülebilir. Aynı zamanda NC'ye özellikle düşük frekanslarda meydana gelen polarizasyondaki artış ve yapıya daha fazla taşıyıcı girişi atfedilebilir. Üretilen Au/n-GaAs/GO/Au diyodunun I-V ölçümlerinden ışığa duyarlı olduğu tespit edilmiş olup bu yapının fotosensör olarak kullanılabileceği değerlendirilmektedir.