Yarıiletken polimer (P3DMTFT) arayüzeyli Au/n-GaAs Schottky yapının akım-gerilim (I-V) ve kapasite-gerilim-frekans (C-V-f) özelliklerinin karakterizasyonu )
Characterization of current-voltage (I-V) and capacitance-voltage-frequency (C-V-f) features of Au/n-GaAs Schottky structure with interface semiconducting polymer (P3DMTFT)
Yazar: DİLARA ECEM AKCAN
Danışman: DOÇ. DR. AHMET FARUK ÖZDEMİR
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Schottky diyodları = Schottky diodes ; Schottky engelleri = Schottky barriers ; Seri direnç = Series resistance ; İletken polimerler = Conducting polymers

Özet:
Bu çalışmada Au/P3DMTFT/n-GaAs/Au Schottky diyodunun elektriksel özellikleri oda sıcaklığında araştırıldı. Au/P3DMTFT/n-GaAs/Au Schottky diyodunun üretiminde [100] doğrultusunda büyütülmüş, 1,01x10-1 Ω-cm özdirence sahip n-GaAs kullanılmıştır. Akım-gerilim (I-V) ve kapasite-gerilim-frekans (C-V-f) ölçümleri yardımıyla diyot parametreleri elde edilmiştir.

Diyodun akım-gerilim (I-V) karakteristikleri Termoiyonik Emisyon teorisi kullanılarak incelendi. Akım-gerilim (I-V) karakteristiğinden sıfır beslem engel yüksekliği (Φ_b0 ) ve idealite faktörü (n) bulunmuştur. Aynı zamanda idealite faktörü (n), engel yüksekliği ( Φ_b) ve seri direnç (R_s) değerleri Cheung ve Norde fonksiyonları kullanılarak hesaplandı. Bu farklı yöntemlerle elde edilen diyot parametreleri birbiri ile karşılaştırıldı.

Au/P3DMTFT/n-GaAs/Au Schottky diyodunun frekansa bağlı kapasite-voltaj (C-V) ve iletkenlik-voltaj (G/w-V) karakteristikleri seri direnç (R_s) ve arayüzey durumlarının (N_ss) etkisi dikkate alınarak geniş frekans aralığında incelendi (100 kHz-3 MHz). Ayrıca Schottky diyodunun; difüzyon potansiyeli (V_d), engel yüksekliği (Φ_b), katkılanan verici atomlarının yoğunluğu (N_D), Fermi seviyesi (E_F) gibi karakteristik parametreleri 3 MHz için C-2-V karakteristiğinden elde edilmiştir.

Deneysel sonuçlar, hazırlanan Schottky diyodun elektriksel karakteristiklerinde, engel yüksekliklerindeki homojensizliklerin, arayüzey durumlarının ve seri direncin önemli bir rol oynadığını göstermiştir.

Abstract:
In this study, electrical properties of Au/P3DMTFT/n-GaAs/Au Schottky diode was investigated at room temperature. n-GaAs with [100] orientation which has 1,01x10-1 Ω-cm resistivity has been used to fabricate Au/P3DMTFT/n-GaAs/Au Schottky diode. The characteristic parameters of the diode have been obtained by using the current-voltage (I-V) and the capacitance-voltage-frequency (C-V-f) measurements.

Current-voltage (I-V) characteristics of diode were studied by using Thermionic Emission theory. A zero bias barrier height (Φ_b0 ) value and ideality factor (n) value have been obtained from current-voltage (I-V) characteristic. Also, the values of ideality factor (n), barrier height ( Φ_b) and series resistance (R_s) were obtained by using the Cheung's and Norde methods. The parameters that obtained from the different methods are compared with each other. 

Frequency dependent capacitance-voltage (C−V) and conductance-voltage (G/w−V) characteristics of the Au/P3DMTFT/n-GaAs/Au structure have been investigated by considering the effect of series resistance (R_s) and interface states (N_ss) in the wide frequency range (100 kHz-3 MHz). Furthermore, the characteristic parameters of Schottky diode such as diffusion potential (V_d), barrier height 〖(Φ〗_b), doping density of donor atoms 〖(N〗_D), Fermi level (E_F) were determined from C-2-V characteristic for 3 MHz.

Experimental results show that inhomogeneities in the barrier heights, interface states and series resistance have played an important role in the electrical characteristics of prepared Schottky diode.