Al/NiCo₂O₄/n-Si/Al konfigürasyonuna sahip schottky diyotlarının fotodiyot özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the photodiode properties of schottky diodes with Al/NiCo₂O₄/n-Si/Al configuration
Yazar: YUSUF ATMACA
Danışman: PROF. DR. ŞÜKRÜ ÇAVDAR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Fotodiyot = Photodiode

Özet:
Bu çalışmada NiCo2O4 (nikel kobaltit) ince film yapısını elektriksel ve optik olarak
karakterize etmek için Schottky yapılı diyot ve farklı alttaş üzerinde kaplanmıştır. Co3O4
(kobalt oksit) çekirdek tabakası üzerinde NiCo2O4 ince film yapısı, n-tipi Si, cam ve FTO
(flor katkılı kalay oksit) yüzeyleri üzerine döndürmeli kaplama tekniği kullanılarak
oluşturuldu. NiCo2O4 ince film yapısı yüzey analizi taramalı elektron mikroskobu (SEM)
kullanılarak yapıldı. Enerji dağılım spektroskopisi (EDS) analizi ile NiCo2O4 ince film
detaylı yapısal özellikleri incelendi. NiCo2O4 ince film kristal yapısının incelemesi de X-
ışını kırınımı (XRD)analizi ile yapılmıştır. Cam ve FTO yüzeyleri üzerindeki NiCo2O4 ince
film yapısı ultraviyole ve görünür ışık (UV-Vis) spektroskopisi ile optik geçirgenlik ve
soğurma analizi yapıldı. Al/NiCo2O4/n-Si/Al Schottky diyot yapısı oluşturularak da görünür
ışık dalga boylarında farklı aydınlatma şiddetlerinde elektro-optik ve elektriksel özellikleri incelenmiştir. Akım-gerilim (I-V) grafikleri kullanılarak malzemelerin idealite faktörü (n), bariyer yüksekliği (Φb) ve doyma akımı (I0) değerleri hesaplandı. Aydınlatma şiddeti arttıkça ters kutuplama da fotoakımın arttığı, numunelerin ışığa duyarlı olduğu ve fotodiyot özelliği gösterdiği belirlendi. Son olarak da kapasitifik özelliklerini incelemek amacıyla da kapasitans-gerilim (C-V) ve iletkenlik-gerilim (G-V) özellikleri incelendi. Tüm bu veriler değerlendirildiğin de de NiCo2O4'ün bu özellikleriyle farklı alanlardaki optoelektronik uygulamalarda fotodiyot olarak kullanılabilecek uygun bir malzeme olduğu görüldü.

Abstract:
In this study, NiCo2O4 (nickel cobaltite) thin film structure was coated on Schottky diode
and different substrates to characterise its electrical and optical properties. NiCo2O4 thin film structure on Co3O4 (cobalt oxide) seed layer was formed using spin coating technique on n-type Si, glass and FTO (fluorine doped tin oxide) substrates. Surface analysis of the NiCo2O4 thin film structure was performed using scanning electron microscopy (SEM). Detailed
structural properties of NiCo2O4 thin film were investigated by energy dispersive
spectroscopy (EDS) analysis. The crystal structure of NiCo2O4 thin film was also
investigated by x-ray diffraction (XRD) analysis. The NiCo2O4 thin film structure on glass
and FTO surfaces was analysed by ultraviolet and visible light (UV-Vis) spectroscopy and
optical transmittance and absorption analysis. Al/NiCo2O4/n-Si/Al Schottky diode structure
was formed and its electro-optical and electrical properties were investigated at different
illumination intensities at visible light wavelengths. The ideality factor (n), barrier height (Φb) and saturation current (I0) values of the materials were calculated using current-voltage (I-V) graphs. It was determined that the photocurrent in reverse polarisation increased as theillumination intensity increased, the samples were photosensitive and showed photodiode properties. Finally, capacitance-voltage (C-V) and conductivity-voltage (G-V) properties were analysed to investigate the capacitive properties. When all these data were evaluated,it was seen that NiCo2O4 is a suitable material that can be used as a photodiode in
optoelectronic applications in different fields with these properties.