Değişik metal katkılı II-VI tipi yarı iletkenlerin sentezlenmesi, karakterizasyonu ve elektriksel iletkenliklerinin ölçülmesi
Synthesis, characterisation and electrical conductivity measurements of different metal doped II-VI type semiconductors
Yazar: HAKAN ÇOLAK
Danışman: PROF. DR. ORHAN TÜRKOĞLU
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Kadmiyum oksit = Cadmium oxide ; Mikroskopi-elektron taramalı = Microscopy-electron scanning ; X ışını kırınımı = X ray diffraction ; Yarı iletkenler = Semiconductors ; Çinko oksit = Zinc oxide

Özet:
Bu çalışmada, katı hal reaksiyon yöntemiyle metal katkılı çinko oksit ve kadmiyum oksit (kobalt, bakır, nikel, vanadyum ve demir) örnekleri yüzde 0.25- 15 mol stokiyometrik aralığında sentezlendi. Katkısız çinko oksit ve kadmiyum oksit örneklerinin XRD toz desenleri sırasıyla hekzagonal (würtzit kübik birim hücre tipinde indislendi. Katkısız çinko oksit katkısız kadmiyum oksit örneklerine birim hücre sabitlerinde ısıl işlemle birlikte bir artış olduğu gözlendi. SEM görüntülerinden katkısız çinko oksit örneklerinin ortalama tanecik boyutları yaklaşık 0.7- 1 mikrometre olarak belirlendi. Katkısız kadmiyum oksit örneklerinin SEM görüntülerinden taneciklerin homojen dağılımda olduğu, ısıl işlemle birlikte erime ve kümeleşme olduğu gözlendi. XRD analizleri ile katkılı çinko oksit ve kadmiyum oksit örneklerinin tekli faz bölgeleri sırasıyla hekzagonal (würtzit) ve kübik birim hücre tipinde indislendi. Tekli faz bölgesindeki katkılı çinko oksit ve kadmiyum oksit örneklerinin birim hücre sabitlerinde metal katkısıyla genelde azalma olduğu gözlendi. Tekli faz bölgelerindeki katkılı çinko oksit ve kadmiyum oksit örneklerinin dört nokta d.c. ölçüm yöntemi ile elektriksel iletkenlikleri ölçüldü. Katkısız çinko oksit örneğinin 100 ve 950 derece celcius'ler deki iletkenlik değerleri sırasıyla 3.02 on üzeri eksi altı ve 2.1 simens'dir. yüzde 3 mol vanadyum katkılı çinko oksit için 100 ve 950 celcius'ler deki iletkenlik değerleri sırasıyla 7.9 on üzeri eksi beş ve 55 simens'dir. Katkısız kadmiyum oksit örneğinin 100 ve 850 celcius'ler deki iletkenlik değerleri sırasıyla 32 ve 269 simens iken yüzde 3 mol demir katkılı kadmiyum oksit için aynı sıcaklıklardaki iletkenlik değerleri sırasıyla 1349 ve 3236 simens olarak ölçüldü.

Abstract:
In this work, metal doped zinc oxide and cadmium oxide (cobalt, copper, nickel, vanadium and iron) were synthesized in the stochiometric range of 0.25- 15 percent mol by the solid state reaction method. XRD patterns of undoped zinc oxide and cadmium oxide samples were indexed as hexagonal (wurtzite) and cubic structure respectively. It was observed that unit cell constants of undoped zinc oxide and cadmium oxide samples increased with heat treatment. From SEM images, average grain sizes of undoped zinc oxide samples were determined to be approximate 0.7- 1 micrometer. It was observed that undoped cadmium oxide with homogeneous grain size distribution was started melted and agglomerated at 900 degree celcius. The single phase ranges of metal doped zinc oxide and cadmium oxide samples were indexed as hexagonal (wurtzite) and cubic structure respectively. In the range of single phase, it was observed unit cell constants of metal doped zinc oxide and cadmium oxide samples decreased usually with doping metal concentration. The electrical conductivity of metal doped zinc oxide and cadmium oxide samples was measured by four point d.c. method in the range of single phase. For undoped zinc oxide samples, the electrical conductivity values were 3.02 exp.-6 and 2.1 siemens at 100 and 950 degree celcius respectively. The electrical conductivity values of 3 percent mol V doped ZnO were 7.9 exp -5. and 55 siemens at 100 and 950 degree celcius respectively. The electrical conductivity values of undoped CdO at 100 and 850 degree celcius were found to be 32 and 269 siemens respectively and for 3 percent mol Fe doped CdO this values were measured as 1349 and 3236 siemens respectively.