Metal katkılı magnezyum oksit ince filmlerin üretimi ve devre elemanlarında uygulaması
Production of metal doped magnesium oxide thin films and their application in circuit components
Yazar: MURAT TÜRKERİ
Danışman: PROF. DR. ÖMER GÜLLÜ
Batman Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Teknolojik gelişmeler ve nanobilim, hem yeni bir olgunun, sanayi devrimlerinin icadının teşvik edilmesinde hem de 21. yüzyıl için ekonominin gelişmesinde önemli bir rol oynamıştır. Son zamanlarda geçiş metali oksitleri teknolojik açıdan kendine özgün özellikleri nedeniyle araştırmacıların ilgisini çekmiştir. Demir oksit ve çinko oksit nanoyapıları gibi tüm geçiş metali oksitleri arasında Magnezyum oksit (MgO) filmler, optik, optoelektronik, biyosensör, gaz algılama, kataliz, dönüştürücüler ve kapasitörler dâhil olmak üzere çeşitli bilim ve teknoloji alanlarındaki muazzam potansiyel uygulamaları nedeniyle geniş ilgi görmüştür. Metal oksitleri ilgi çekici ve ilginç yapıları, özellikleri ve değişik olgu kısımları ile son zamanlarda teknoloji ve bilim alanlarında ve uygulamalarında ilgi çeken malzemeler arasındadırlar. Birçok metal oksit akıllı camlar, gaz sensörleri, elektrokromik ve benzeri birçok alanda kullanılmaktadır. Sprey piroliz tekniği ile elde ettiğimiz Magnezyum oksit (MgO) filmlerinin özelliklerinine daha iyi çözüm bulmak amacıyla, cam veya inorganik yarıiletken (Silisyum) tabakasının üzerine büyütülmüştür. Farklı parametreler kullanılarak püskürtme tekniği ile en iyi ince film elde etmek için en uygun şartlar araştırılmıştır. Fiziksel buharlaştırma yöntemi (PVD) ile buharlaştırarak kontak oluşturmak için Silisyum yarıiletkeni üzerine ince film oluşturulduktan sonra ince filmlerin parlak yüzeyine alüminyum iletkeni ile kaplama yapılıp incelenmiştir. Karanlık ortamda incelenen bir Al/MgO/p-Si MIS Schottky diyotunun elektriksel ve arayüzey özellikleri, akım-gerilim (I-V) özellikleriyle analiz edilmiştir. Ayrıca cam üzerinde oluşturulan MgO ince filminin yapısal, yüzeysel, optiksel ve elektriksel özellikleri de sırasıyla X-Işını Kırınımı (XRD), Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ve UV-Visible Spektroskopisi yöntemleriyle incelenmiştir.

Abstract:
Technological advances and nanoscience have played an important role both in promoting the invention of a new phenomenon, industrial revolutions, and in developing the economy for the 21st century. Recently, transition metal oxides have attracted the attention of researchers due to their unique technological properties. Among all transition metal oxides, such as iron oxide and zinc oxide nanostructures, Magnesium oxide (MgO) films have attracted wide attention due to their enormous potential applications in various fields of science and technology, including optics, optoelectronics, biosensors, gas sensing, catalysis, converters and capacitors. Metal oxides, with their intriguing and interesting structures, properties and different phenomena, are among the materials that have recently attracted attention in technology and science fields and applications. Many metal oxides are used in many fields such as smart glasses, gas sensors, electrochromics and many others. In order to find a better solution to the properties of Magnesium oxide (MgO) films obtained by spray pyrolysis technique, they were grown on glass or inorganic semiconductor (Silicon) layer. Optimal conditions were investigated to obtain the best thin film by sputtering technique using different parameters. After forming thin films on the Silicon semiconductor to form contacts by evaporation by physical evaporation method (PVD), the bright surface of the thin films was coated with aluminum conductor and examined. The electrical and interfacial properties of an Al/MgO/p-Si MIS Schottky diode were analyzed by current-voltage (I-V) characteristics. In addition, the structural, surface, optical and electrical properties of MgO thin film formed on glass were also investigated by X-Ray Diffraction (XRD), Atomic Force Microscopy (AFM) and UV-Visible Spectroscopy, respectively.