Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: HÜSEYİN KAAN KAPLAN
Danışman: Sertan Kemal Akay
Özet:
Günümüzde,
ITO, FTO gibi n-tipi şeffaf iletken materyaller ticari seviye birçok
optoelektronik cihaz uygulamasında kullanılabilecek gelişimi yakalamışken,
performansı yeterince yüksek p-tipi şeffaf iletken ince-film materyaller henüz
geliştirilememiştir. Bu nedenle, bu tez çalışmasında termal buharlaştırma
yöntemi kullanılarak, nanokompozit yapılı (CuS)x:(ZnS)1-x
p-tipi şeffaf iletken ince-filmlerin üretilmesi üzerine çalışmalar
yürütülmüştür. Bakır sülfür ve çinko sülfür mikro-tozlarının belirli oranda
karıştırılmasıyla hazırlanan pellet kaynaklardan termal buharlaştırma
yöntemiyle Si ve cam alttaşlar üzerine farklı x değerleri için (CuS)x:(ZnS)1-x
ince-filmler büyütülmüştür. Üretilen bu numunelerin X-ışını kırınımı analiziyle
iki bileşiğe de ait nano-kristallerinden oluştuğu ve kristal tane boyutlarının
(CuS)0,49:(ZnS)0,51 numunesinde 30 ile 86 nm aralığında
değiştiği belirlenmiştir. FESEM analiziyle alınan yüzey ve kesit
görüntülerinden hem yüzeyin oldukça düzgün ve homojen olduğu hem de kalınlığın
üretim esnasında ölçülen değerler (50 nm) ile tutarlı olduğu belirlendi.
Ayrıca, FESEM incelemesi sırasında yapılan EDS analiziyle de elementel
kompozisyonları belirlendi. Moleküler yapıyı ve bileşen elementlerin iyonik
durumlarının incelenmesi için XPS analizi yapıldı, elde edilen bulgularla XRD
analizinden elde edilen bulgular doğrulandı. UV-Vis spektrofotometre ölçümleri
uygulanarak filmlerin 550 nm dalgaboyundaki optik geçirgenliklerinin %65 ile
%83 arasında değiştiği, yani oldukça şeffaf oldukları belirlendi ve enerji bant
aralığı (Eg) değerleri Tauc metodu kullanılarak hesaplandı. Hall Etkisi
ölçümleriyle elektriksel parametreler belirlendi. (CuS)0,49:(ZnS)0,51
numunesinde 5,24×1021 cm-3 hol konsantrasyonu, 1,69 cm2·V-1·s-1’lik
mobilite değerleri ve 1420 S/cm gibi çok yüksek bir p-tipi iletkenlik değeri
ölçüldü. Böylesine yüksek hol konsantrasyonuna sahip olmasının nedeni moleküler
analiziyle açıklandı. Tüm bunlara ek olarak nanokompozit yapılı (CuS)x:(ZnS)1-x
ince-filmlerden Si tabanlı üç tane fotodiyot da üretildi. Spektral fotoakım
ölçümleriyle yapılan analizlerle çoğu ticari seviye fotodiyotu aşan
foto-duyarlılık ve dedekte edebilme kabiliyetine sırasıyla, 11,4 A/W ve 3,2×1013
Jones değerleriyle sahip olduğu belirlendi. Bununla beraber, yüzde yüzü aşan az
rastlanır EQE (kuantum verimi) değeri %2,85×103 (p-CZS49/n-Si
için) elde edildi.