Organik yarıiletken tetrasiyanokuinodimetan (TCNQ) tabanlı heteroyapıların optoelektronik özelliklerinin araştırılması
Investigation of optoelectronic properties of organic semiconductor tetracyanoquinodimethane (TCNQ) based heterostructures
Yazar: BURCU AVCI
Danışman: DOÇ. DR. MURAT YILDIRIM
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Kompozitler = Composites ; Optoelektronik = Optoelectronic ; Tetrasiyanokinondimetan = Tetracyanoquinodimethane

Özet:
Son yıllarda bilim insanları metal-yarıiletken heteroeklemlerinin dayanıklılığını arttırmak maksadıyla metal ile yarıiletken arasına metal oksit, yalıtkan veya polimer tabakalar eklemektedirler. Bu malzemeler amaca göre değişiklik göstermektedir. Bu tez kapsamında literatürde çok sık olarak kullanılan grafen nanoribon (GNR) katkısı 7,7,8,8 Tetrasiyanokuinodimetan -(Tetracyanoquinodimethane TCNQ, C12H4N4) ilave edilerek TCNQ:GNR tabakasının heteroeklem uygulamaları gerçekleştirilmiştir. TCNQ malzemesi elektron alıcı bir malzeme olarak organik güneş pillerinde kullanılmaktadır. TCNQ:GNR kompozit tabakası ticari olarak satın alınan TCNQ malzemesinin GNR kompozit çözeltisinin p-Si altlıklar üzerine laboratuvar ortamında büyütmesi gerçekleştirilerek elde edilmiştir. Daha sonra fiziksel buhar biriktirme yöntemiyle  Al/TCNQ/p-Si ve Al/TCNQ:GNR/p-Si heteroeklemleri elde edilecek ve aygıtlar ile GNR tabakasının etkisinin ışığa bağlı olarak özellikleri  karakterize edilmiştir. Elektriksel karakterizasyon kapsamında Akım-voltaj ölçümleri hem karanlık ortamda hemde farklı aydınlatma değerlerinde gerçekleştirilmiştir. Akım-voltaj karakteristiklerinden, idealite faktörü, açık devre voltajı, doldurma faktörü, seri direnç gibi elektronik parametreler hesaplanmıştır.

Abstract:
In recently years, the scientists have used some interfacial layer such as metal oxide, insulator or polymer between the metal and semiconductor to increase the stability of the metal-semiconductor heterojunctions. These materials have been varied according to their usage aims. In this project, 7,7,8,8 Tetracyanoquinodimethane (TCNQ, C12H4N4) layer was used as interfacial layer between the metal and semiconductor for photodiode applications. The TCNQ is already employed as electron acceptor materials for organic solar cells. The TCNQ layer provides to collect and extract more electrons in the interface of the device. The TCNQ:GNR composite solution was prepared in laboratory and then the TCNQ:GNR composite solution was deposited on Si wafer by spin coating technique to obtain TCNQ:GNR composite layer between the Al metal and p-Si. Thus, The Al/TCNQ/p-Si and Al/TCNQ:GNR/p-Si heterojunctions were fabricated by physical vapor deposition technique and characterized. The I-V measurements was employed under dark and various light illumination condition to show dielectric properties of the Al/TCNQ:GNR/p-Si heterojunction. From current-voltage characteristics, the electronic parameters such as ideality factor, open-circuit voltage, fill-factor, series resistance have been calculated.