Search

Bu çalışmada p-tipi Silisyum kristali üzerine damlatma yöntemi kullanılarak nikel fitalosiyanin (NiPc) kaplandı. NiPc ince film üzerine termal buharlaştırma sistemi kullanılarak vakum altında saf alüminyum buharlaştırıldı ve Al/NiPc/p-Si diyotu üretildi. Al/NiPc/p-Si yarıiletken diyotun ışıksız ve ışıklı ortamda akım-voltaj (I-V) karakteristiği ölçüldü. I-V grafiği yardımıyla bu yapının doğrultucu özelliğe sahip olduğu gözlendi. Işıklı ortamdaki ölçümler 300 Watt ışık altında gerçekleştirildi ve bu ölçümler sonucunda diyotun fotodiyot özellik gösterdiği görüldü. Farklı frekanslarda kapasite-gerilim (C-V) ve kondüktans-gerilim (G-V) ölçümleri alındı. C-V ölçümleri kullanılarak bulunan C-2-V grafiklerinin eğimlerinden diyotun difüzyon potansiyeli, engel yüksekliği ve taşıyıcı konsantrasyonu değerleri hesaplandı. Ayrıca Cheung ve Norde fonksiyonları kullanılarak Al/NiPc/p-Si Schottky kontağın diyot parametreleri hesaplandı. Ayrıca kapasite-frekans (C-f) ve kondüktans-frekans (G-f) ölçümleri 0,40V-1,60V aralığında ∆V= 0,05 V adımla alındı. In this study, nickel phthalocyanine (NiPc) material has been coated onto p-type silicon by using drop cast method. Al metal was grown on the NiPc thin film by thermal evaporator system under vacuum condition and then Al/NiPc/p-Si diode was fabricated. It was performed current–voltage (I-V) measurements of Al/NiPc/p-Si semiconductor diode under dark and light illumination conditions at room temperature. It has been seen that this structure exhibits rectifying behavior from I-V plot. The I-V measurement for the illumination effect has been performed by 300watt light. It has been seen that the diode has photodiode mode. Capacitance-voltage (C-V) and conductance-voltage(G-V) measurements were performed as a function of frequency. The values of diffusion potential, barrier height and acceptor carrier density were calculated from the slope of C-2-V plot obtained by using C-V measurements. Also the diode parameters of Al/NiPc/p-Si Schottky contact were extracted by using Cheung and Norde functions. Furthermore, the measurements of capacitance-frequency (C-f) and conductance-frequency (G-f) were performed in the range of 0,40V-1,60V with a step of ∆V= 0,05 V. 75

II–VI grubu bileşiklerinden CdS ve ZnS oda sıcaklığında geniş ve doğrudan bant aralığına sahip olmasından dolayı güneş pilleri, optik sensörler ve kızılötesi pencereler gibi optoelektronik uygulamalarda oldukça önemli bir yer bulmaktadır. Bu çalışmada RF saçtırma yöntemi ile biriktirilen CdS ve ZnS ince filmlerinin yüzey ve optik özelliklerine alttaş sıcaklığının etkisi incelendi. Yüksek saflıkta CdS ve ZnS hedefler kullanılarak 40, 150 ve 275 oC alttaş sıcaklıklarında p–Si ve cam üzerine CdS ve ZnS ince filmleri oluşturuldu. Elde edilen filmlerin yüzey özellikleri AFM ve SEM yöntemleri ile araştırıldı. Ayrıca optik özellikleri de UV–Vis ölçümleri ile belirlendi. Alttaş sıcaklığının ince filmlerin fiziksel yapısı üzerine etkisi açık bir şekilde gözlendi.Ag/CdS/p–Si ve Ag/ZnS/p–Si heteroeklem diyotları termal buharlaştırma yoluyla elde edildi. Yapıların karanlıkta ve güneş simülatörü altında alınan I–V ölçümleri ile elektriksel ve fotoelektriksel özellikleri araştırıldı. Üretilen heteroeklemlerin iyi doğrultucu kontak davranışı gösterdiği gözlendi. I–V ve C–V eğrilerinden idealite faktörü, engel yüksekliği ve seri direnç gibi elektriksel parametreler hesaplandı. Elde edilen sonuçlar literatürde mevcut bulunan CdS ve ZnS heteroeklem kontaklarla karşılaştırıldı. Anahtar Kelimeler: CdS, ZnS, SEM, AFM, heteroeklem, engel yüksekliği, idealite faktörü ve seri direnç The CdS and ZnS II–VI compounds are of great importance in the optoelectronic applications, for example, in solar cells, optical sensors, infrared windows because of its direct and wide band gap at room temperature. This study presents the effects of substrate temperature on morphological and optical properties of radio frequency (RF) sputtered CdS and ZnS thin films. The thin films were formed on p–Si wafer and soda lime glasses at 40, 150 and 275 oC using high purity CdS and ZnS targets. Morphological properties of CdS and ZnS thin films were analyzed by the help of atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM) methods. The optical properties of sputtered the thin films were determined using UV–vis data. It was seen that substrate temperature had strong effects on physical characteristics of thin films. Ag/CdS/p–Si and Ag/ZnS/p–Si heterojunction diodes were fabricated by thermally evaporation.Electrical and photoelectrical properties of the heterojunctions were analyzed at room temperature by means of current–voltage (I–V) measurements of devices in dark and under a solar simulator with various illumination intensities. The heterojunctions were showed good rectifying behavior by the I–V curves at room temperature. The barrier height, ideality factor and series resistance parameters were investigated using its current–voltage (I–V) measurements. Obtained results have been compared with available results of CdS and ZnS heterjunction contacts in literature. Key Words: CdS, ZnS, SEM, AFM, heterojunction, barrier height, ideality factor and series resistance. 150

Bu çalışmada (100) yönelimine sahip ve özdirenci 1-10 ?cm olan p-Si kristalleri kullanıldı. Bir Çinko Ftalosiyanin türevi olan C96H146N8O8 zinc (2,3,9,10,16,17,23,24-Octakis(octyloxy)-29H,31H-phthalocyanine), (oc-ZnPc) bileşiğinin 1,36x10-4 molarlık bir çözeltisi hazırlandı. Çözelti metanol kullanılarak hazırlandı. Dönel kaplama metodu kullanılarak oc-ZnPc nin p-Si üzerinde ince filmi hazırlandı. Alüminyum yüksek vakum ortamında, termal olarak buharlaştırıldı. Böylece Al/oc-ZnPc/p-Si yapısı oluşturuldu. Al/oc-ZnPc/p-Si yapısının oda sıcaklığında ve karanlık ortamda akım gerilim (I-V) ve kapasite gerilim (C-V) ölçümleri yapıldı. I-V grafiğinden bu yapının doğrultucu özellik gösterdiği görüldü. İdealite faktörü ve engel yüksekliği gibi diyot parametreleri, lnI-V grafiği kullanılarak belirlendi. İdealite faktörü 1,44 ve engel yüksekliği 0,78 eV olarak hesaplandı. Norde fonksiyonları kullanılarak F(V)-V grafikleri çizildi. Bu grafikten seri direnç 5,46 k? olarak hesaplandı. C-V ölçümleri 0,2-5 MHz frekans aralığında yapıldı. Bu ölçümlerden frekans değeri artarken kapasite değerinin azaldığı gözlendi. Ayrıca Al/oc-ZnPc/p-Si diyotunun 40-100 mW/cm2 ışık şiddeti altında I-V ölçümleri yapıldı. Işık şiddeti arttıkça ters beslem akımının da arttığı gözlendi. Yapının fotodiyot özelliği gösterdiği anlaşıldı ve diyotun optoelektronik uygulamalarda kullanılabileceği gösterilmiş oldu In this study, a p-Si wafer with (100) orientation and 1-10 ?cm resistivity was used. 1,36x10-4 M solution of Zinc (2,3,9,10,16,17,23,24-Octakis(octyloxy)-29H,31H-phthalocyanine) (oc-ZnPc) which is one of the derivative of Zinc Phthalocyanine was prepared. Solution was prepared in methanol. A thin film of oc-ZnPc was spin coated on p-Si substrate. Aluminum was thermally evaporated on the oc-ZnPc thin film under high vacuum. Finally the Al/oc-ZnPc/p-Si structure was succeded. The current-voltage (I-V) and capacitance-voltage (C-V) measurements of Al/oc-ZnPc/p-Si structure were taken under dark at room temperature. The I-V measurements proved that the structure showed rectification property. Some basic diode properties like ideality factor and barrier height were calculated from lnI-V graph. Ideality factor and barrier height were found as 1.44 and 0.78 eV respectively. F(V)-V graph was plotted by using Norde functions. From the graph, the series resistance was calculated as 5.46 k?. C-V measurements were taken in the range of 0,2-5 MHz and it has been seen that the capacitance value decreased with increasing frequency. In addition I-V measurements of the Al/oc-ZnPc/p-Si were repeated under light which had intensity of 40-100 mW/cm2. It was observed that reverse bias current of the diode increased with the light intensity. Therefore, the structure showed fotodiode characteristic and it can be used in optoelectronic applications. Bu çalışma 10-FF-115 numaralı DÜBAP projesi ile desteklenmiştir.

Bu çalışmada saf ve katkılı SnO2 malzemeleri döndürmeli kaplama sistemi yardımıyla cam alttaşlar üzerine hazırlanmıştır. Hazırlanan örneklerin CO gazına duyarlılığının araştırılabilmesi amacıyla deneysel bir düzenek kurulmuştur. CO gaz miktarı kontrol edilebilen bir ortamdaki saf ve katkılı SnO2 malzemelerin hassasiyet ve tepkisüresi tespit edilmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında ise Ag/SnO2/p?Si aygıt yapısının elektronik aygıt parametrelerinin CO gazına duyarlılığı araştırılmıştır. Aygıtın akım gerilim karakteristiklerinin ve aygıt parametrelerinin ortamdaki gaz miktarı ile değişim gösterdiği tespit edilmiştir.Yapılan ölçümler sonucunda hazırlanan malzeme ve eklem yapının ortamdaki CO gaz sensörü olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. In this study, pure and doped SnO2 materials were prepared on glass substrates by using spin coating system. Gas sensitivities of the prepared materials and devices are measured using a home made experimental set-up. Sensitvity and response time values of the materials are tested in the closed and gas controllable media.Investigation of Ag/SnO2/p?Si device parameters in the different amounth of CO gas constitutes second section of this study. Current-voltage characteristics and device parameters were changed with the amount of CO gas. It is concluded that prepared materials and device structure are convenient for detection of CO gas. 90

Bu çalışmada, farklı oksit kalınlıkları ile oluşturulan Al/Al2O3/CdS MIS Schottky diyotların akım-gerilim (I-V) ve kapasitans-gerilim (C-V) karakteristikleri ±5V aralığında incelendi. Elde edilen ölçümler ile yapının idealite faktörü (n), bariyer yüksekliği (?B), seri direnci (Rs), taşıyıcı yoğunluğu (NA) ve arayüzey durumlarının sayısı (Nss) belirlendi. Sıcaklık artışı ile birlikte ?B ve Rs değerlerinde düşüş, n değerinde artış gözlemlenirken NA ve Nss değerlerinde incelenen sıcaklık aralığında belirgin bir değişim görülmedi. Diyotun nem algılama özelliğinin incelenmesi için nem ortamında I-V ölçümleri yapıldı. Bu ölçümler sonucunda nem etkisi ile diyotun direncinde azalma meydana geldiği görüldü. Bu nedenle diyotun sensör uygulamaları için uygun bir davranış gösterdiği anlaşıldı. In this study, current-voltage (I-V) and capacitance-voltage (C-V) characteristics of Al/Al2O3/CdS MIS Schottky diodes prepared with different oxide thickness have been investigated over voltage range of ±5V. From the evaluation of the experimental measurements, ideality factor (n), barrier height (?B), series resistance (Rs), carrier density (NA) and interfacial state density (Nss) were calculated. When Rs and ?B values decrease with increasing temperature, the n increases with increasing temperature and significant changes were not observed in the examined temperature range for Nss and NA. Examination of humidity sensing property of diode, I-V measurements were done in humidity atmosphere. The resistance of diode decreased with the effect of humidity. Therefore, it was understood that the diode was suitable for the sensor applications. 79

Bu çalışmada, iki-aşamalı büyütme tekniği kullanılarak CuInSe2 ince filmler Mo kaplı cam ve cam altlıklar üzerinde büyütüldü. CuInSe2 ince filmlerinin yapısal, optik ve elektriksel özellikleri incelendi. X-ışını kırınım deseninden, CuInSe2 ince filminin kalkopirit yapıda olduğu ve (112) doğrultusunda tercihli yönelime sahip olduğu görüldü. Kalkopirit yapılı CuInSe2'nin örgü parametreleri a ve c, sırasıyla 0,577 ve 1,161 nm olarak bulundu. Ayrıca, geri kontak olarak kullanılan molibden metaline ait (110) doğrultulu pik tespit edildi. CuInSe2 filminin yüzey fotoğrafı ve atomik konsantrasyon oranları incelendiğinde, film yüzeyinin homojen olmadığı görüldü ve filmlerin Mo altlık üzerinde pürüzlü olarak büyümesi sonucu Cu-zengini çıkıntılı bölgelerin oluştuğu görüldü. Optik ölçümler sonucu, CuInSe2 filmine ait üç farklı yasak enerji aralığı değerleri sırasıyla 1,07, 1,17 ve 1,39 eV olarak belirlendi. Hall ölçümü ile CuInSe2 ince filminin taşıyıcı konsantrasyonu, 4,0× 1017 cm?3 olarak bulundu. Mo/p-CuInSe2/Al Schottky yapısının 100-300 K sıcaklık aralığında 25 K'lık adımlar ile ileri ve geri besleme akım-gerilim karakteristikleri ölçüldü ve bu karakteristikler kullanılarak CuInSe2 filmlerinin elektriksel özellikleri detaylı olarak araştırıldı. Termiyonik emisyon teorisi yardımı ile incelenen ileri besleme I-V karakteristiklerinden elde edilen sonuçlara göre, sıcaklığın artması ile sıfır besleme engel yüksekliğinin arttığı, idealite faktörünün ve seri direncin azaldığı görüldü. Engel yüksekliği homojensizlik düzeltmesi yapıldıktan sonra, Richardson sabiti ve ortalama engel yüksekliği sırasıyla 34,71 A/cm2K2 0,72 eV olarak bulundu. We investigated the structural, optical and electrical properties of CuInSe2 films produced by a two-step selenization process of the evaporated selenide and elemental layers on Mo coated glass substrates. The X-ray diffraction studies showed that the chalcopyrite CuInSe2 was obtained with a preferential orientation in the (112) plane with lattice parameters a and c as 0,577 and 1,161 nm, respectively. Mo back contact layer had a preferential orientation in the (110) plane. Scanning electron microscopy equipped with energy dispersive spectroscopy revealed an irregular and rough surface morphology with Cu-rich protruding regions. Optical studies showed the existence of three different band gaps, which were determined as 1,07, 1,17 and 1,39 eV, respectively. From the Hall Effect measurements, we determined the carrier concentration of CuInSe2 films as 4,0× 1017 cm?3. The electrical properties of the CuInSe2 films were further studied by fabricating Mo/p-CuInSe2/Al Schottky diode structures and obtaining their forward and reverse bias current-voltage characteristics in a wide temperature range of 100-300 K, in steps of 25 K. A thorough analysis of the forward bias current-voltage characteristics based on thermionic emission theory showed that the zero bias barrier height increases while series resistance and ideality factor decreases with an increase in temperature. After a barrier height inhomogeneity correction, the Richardson constant and mean barrier height were found to be 34,71 A/cm2K2 and 0,72 eV, respectively. 74

Yarıiletken ZnO ince filmler elektriksel iletkenliği ve optik geçirgenliği yüksek malzeme olmalarından dolayı teknolojik açıdan pek çok yerde kullanılırlar. Bu sebepten malzemenin üretimi ve teknik açıdan kullanılabilirliğinin ölçümü önem kazanmaktadır. Bu çalışmada p–Si üzerine ZnO ince filminin oluşturulması ve Ag metalinin ZnO/p–Si yapısı üzerine buharlaştırılması ile Ag/ZnO/p–Si heteroeklem diyotu elde edildi. Elde edilen yapının doğrultucu kontak özelliği gösterdiği gözlemlendi. Diyotun elektriksel özellikleri oda sıcaklığında akım–gerilim (I–V) kapasite–gerilim (C–V) ve kapasite–frekans (C–f) ölçümleri ile incelendi. Engel yüksekliği, idealite faktörü, ve seri direnç gibi yapının elektriksel parametreleri akım–gerilim (I–V) ve kapasite–gerilim (C–V) ölçümlerinden belirlendi. Elde edilen sonuçlar literatürde mevcut bulunan ZnO heteroeklem kontaklarla karşılaştırıldı. As semiconductor ZnO thin films have high electrical conductivity and optical permeability materials used in most position respect of technological. Because of this considers producting of the material and measuring of using respect of technological. n this study, by forming a thin film of ZnO on p?Si and by evaporating Ag, metal on ZnO/p?Si structure, Ag/ZnO/p?Si heterojunction diode has been obtained. It is observed that structure exhibit a rectifying behavior. The electrical junction properties have been characterized by current?voltage (I?V), capacitance?voltage (C?V) and capacitance?frequency (C?f) methods at room temperature. The characteristic parameters of the structure such as barrier height, ideality factor and series resistance have been determined from the current?voltage and capacitance?voltage measurements. Obtained results have been compared with available results of ZnO heterjunction contacts in literature.

Bu çalışmada modifiye edilmiş Brigdman - Stockbarger yöntemiyle büyütülmüş p-tipi TlGaSe2 katmanlı tek kristalinin katmanlarına paralel olan bir yüzeyine Au (altın) metali termal buharlaştırma yöntemiyle kullanılarak kaplanmıştır. Bu yüzey Ag (gümüş) pasta ile omik kontak yapılmıştır. Tabakalara paralel diğer yüzey Ag pasta ile omik kontak oluşturulmuştur. Au olan yüzeyde Schottky bariyeri gözlenmiştir ve Schottky diyot davranışının farklı sıcaklıklarda (80-296 K) akım ? voltaj (I-V) karakteristiği incelenmiştir. Schottky barrier contact using Au metal and Ohmic contact using Ag paste were fabricated on as growth p-type TlGaSe2 layered crystal. Measurements were carried out using current ? voltage ? temperature (I ? V ? T) technique in the range of 80 ? 296 K. Under forward bias and room-temperature, the ideality factors (n) were determined to be 1,36. The Schottky barrier height and effective Richardson coefficient A* were measured. Barrier heights of Au/ TlGaSe2 at room temperature is 0,7 eV. Diode parameters are found to vary as a function of temperatures. 64

Bu çalışmada, n tipi silisyum (Si) alttaş üzerine radyo frekans (RF) püskürtme metoduyla hazırlanmış SrTiO3 ince filmlerin elektriksel karakterizasyonu araştırıldı. Au/SrTiO3/n?Si yapıların, frekansa bağlı kapasitans-voltaj (C-V) ve iletkenlik-voltaj (G/ ? -V) karakteristikleri seri direnç (Rs) ve arayüzey durumlarının (Nss) etkisi dikkate alınarak 5 kHz-2MHz aralığında incelendi. Yapının deneysel C-V-f ve G/w-V-f karakteristiklerinin oldukça frekansa bağlı olduğu gözlendi. Frekansa ve voltaja bağlı Rs ve Nss dağılımları sırasıyla admittans ve Hill Coleman metodu kullanılarak elde edildi. Buna ilaveten arayüzey durumlarının dağılım profili (Nss), etkin bariyer yüksekliği ( ? e) göz önüne alınıp enerjinin (Ec-Ess) bir fonksiyonu olarak doğru öngerilim I-V ölçümlerinden elde edildi. Arayüzey durumlarının ortalama değeri 1013 eV-1cm-2 civarında bulundu. C-V eğrilerindeki pikler Nss ve Rs'nin varlığına atfedildi. Rs'nin C-V ve G/ ? -V karakteristiklerine etkisi yüksek frekanslarda daha fazladır çünkü C ve G/ ? değerleri artan frekansla azalır. Nss'nin varlığı bu tür yapıların C-V ve G/ ? -V eğrilerinin ideal durumdan sapmasına yol açar. Arayüzey durumları özellikle düşük frekanslarda ac sinyalini kolayca takip edebilir ve ömürlerine bağlı olarak kapasitansa katkıda bulunurlar. Aynı zamanda C-V ve G/ ? -V eğrilerinde görülen pik değerlerinin voltaj ekseninde kaymasına neden olurlar. Ayrıca Au/SrTiO3/n-Si yapının derin seviye tuzakları, Derin Seviye Sönüm Spektroskopisiyle (DLTS) incelendi. 235 meV aktivasyon enerjisine sahip derin bir seviye ölçüldü ve yakalama tesir kesiti ( ? ) ile tuzak yoğunluğu (Nt) parametreleriyle birlikte detaylı olarak verildi. In this study, we investigated electrical characterization of RF sputtered SrTiO3 thin films deposited on n type Si substrate. Frequency dependent capacitance-voltage (C?V) and conductance-voltage (G/ ? ?V) characteristics of the Au/SrTiO3/n?Si structures have been investigated by considering the effect of series resistance (Rs) and interface states (Nss) in the frequency range of 5 kHz ? 2 MHz. The experimental C?V?f and G/ ? ?V?f characteristics of these structures show fairly large frequency dispersion, especially at low frequencies. The frequency and voltage dependent distribution profile of Rs and Nss were obtained by using admittance spectroscopy and Hill-Coleman methods, respectively. In addition, the energy density of Nss distribution profiles as a function Ec-Ess was extracted from the forward bias I-V characteristics by taking into account the bias dependence of the effective barrier height (?e). The average value of interface states was found about 1013 eV-1cm-2. The C?V plots exhibit anomalous peaks due to the Nss and Rs effect. Also, the effect of Rs on the C-V and G/ ? -V characteristics is found appreciable at higher frequencies due to decreasing values of C and G/ ? with increasing frequency. Because of the presence of Nss, the device behavior is different from the ideal case of C-V and G/ ? -V characteristics. These Nss can easily follow the ac signal especially at low frequencies and yield an excess capacitance, which depends on their relaxation time and cause a bias shift of the C-V and G/ ? -V curves. Also we discussed the deep trap levels in Au/SrTiO3/n-Si structure using via Deep Level Transient Spectroscopy (DLTS) method. A deep trap level having 235 meV activation energy (Ea) was measured and given with capture cross section ( ? ) and trap concentration (Nt) parameters were in details. 93

Bu çalışmada, doğrultucu özellik gösteren metal ? yarıiletken Schottky bariyer diyotlar incelenmiştir. Schottky bariyer diyot, n-Si ve p-Si üzerine elektrodepozisyon yöntemi kullanılarak Cu depozite edilmesiyle oluşturulmuştur. Her iki durumdada oluşan Schottky diyoda ait akım-gerilim karakteristikleri incelenmiş ve elde edilen ln(I)'nın V'ye göre grafiğinden ideal faktör (n) ve bariyer yüksekliği ( ? B) hesaplanmıştır. I ? V ölçümlerinin yanı sıra birde C ? V ölçümleri alınmıştır. Ayrıca Cu filmi sabit akım modu kullanılarak n-tipi Si(100) üzerine elektrodepozit edilmiştir. Cu/n-Si'a ait elektriksel özellikler birkaç farklı sıcaklıkta incelenmiştir. In this work, Schottky barrier diode which is a metal ? semiconductor contact and possesses rectifying properties have been observed. Schottky barrier diode was performed by electrodepositing Cu film on n-Si and p-Si substrate. The characteristic of current applied voltage has been investigated and ideality factor (n) calculated by using the slope ln(I) versus V. Also barrier height ( ? B) is found. I ? V measurement is followed by C ? V measurement on the sample. Also Cu film was electrodeposited on n-type Si(100) substrate using constant current mode. The electrical properties of Cu/n-Si were investigated at several temperatures. 87