Üçlü bileşiklerin dielektrik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of dielectric properties of ternary compounds
Yazar: REEM HALLAK ELWAN
Danışman: PROF. DR. DENİZ ULUTAŞ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Genel Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Yarı iletkenler, ikili ve üçlü bileşikler, fiziksel özelliklerinden dolayı farklı alanlarda kullanılmaktadır. Bu nedenle anizotropik ve ferroelektrik özellik gösteren bir yapıya sahip olan saf ve katklı TlGaS2 araştırmacıların dikkatini çekmiştir . Literatür incelendiğinde saf ve katkılı külçe halinde TlGaS2 bileşiği üzerine birçok çalışma bulunmuştur ancak ince film halinde TlGaS2 bileşiği üzerine çalışma azlığının olduğu dikkati çekmiştir. Bu nedenle bu çalışmanın amacı TlGaS2 külçe ve ince filmlerinin dielektrik özelliklerini inceleyerek literatüre katkı sağlamaktır.
Bu çalışmada, 10-5 Torr vakum altında termal buharlaştırma yöntemiyle 20,50,100,200,500,750 nm kalınlıklarda TlGaS2(0.98) AgGaS2(0.02) ince filmleri üretildi. Alpha-A Dielectric/Empedance Analyzer cihazı kullanılarak, külçe halindeki 0.24 mm kalınlıkla malzemesi ile birlikte üretilen ince filmlerin kapasite (C) ve enerji kayıp faktörleri (tan⁡δ) sıcaklığa ve frekansa bağlı olarak ölçüldü.Elde edilen verilerden yola çıkararak, külçe ve ince film halindeki malzemenin  dielektrik sabiti , dielektrik kayıp faktörü ve elektrik modulus hesaplandı. Bu değerlerin uygulanan elektrik alanın frekansına, sıcaklığa ve film kalınlığına bağlı davranışları inceleyerek yapıdaki mümkün iletkenlik ve polarizasyon mekanizmaları belirlendi. Tüm örnekler için dielektrik özelliklerin kalınlığa bağlı davranışı  incelenip bulk sınırı belirlendi . Elde edilen sonuçlardan çalışmanın teknoloji alanlarındaki önemi ortaya konuldu.
 Bu davranışlar orijin programı kullanılarak, 1-107 Hz frekans aralığı ve 213-373 K sıcaklık aralığında incelendi.

Abstract:
Semiconductors, binary and ternary compounds are used in different areas due to their physical properties. For this reason, pure and doped TlGaS2, which has an anisotropic and ferroelectric structure, has attracted the attention of researchers. When the literature is examined, many studies have been found on pure and doped TlGaS2 compound in bulk form, but it is note that there is a lack of work on TlGaS2 compound in thin film form. Therefore, the aim of this study is to contribute to the literature by examining the dielectric properties of TlGaS2 bulk and thin films. In this study, TlGaS2(0.98) AgGaS2(0.02)  thin films with thicknesses of 20,50,100,200,500,750 nm were produced by thermal evaporation method under 10-5 Torr vacuum. Using the Alpha-A Dielectric/Impedance Analyzer device, the capacitance (C) and energy loss factors (tan⁡δ) of the thin films produced with the 0.24 mm thick material in the form of bulk were measured depending on the temperature and frequency. Based on the obtained data, the dielectric constant, dielectric loss factor and electric modulus of the material in the form of bulk and thin films were calculated.
By examining the behaviors of these values depending on the frequency of the applied electric field, temperature and film thickness, the possible conductivity and polarization mechanisms in the structure were determined. The behavior of the dielectric properties depending on the thickness was examined for all samples and the bulk limit was determined. The importance of the study in the technological fields was revealed from the obtained results.

All these behaviors were examined using the origin program in the frequency range of 1-107 Hz and the temperature range of 213-373 K.