Sol-gel ile büyütülen ZnO ince filmlerine soğuk altlık yöntemiyle ag buharlaştırılarak diyot üretimi ve karakterizasyonu
Diode production by evaporating ag wi̇th cold substrate method on ZnO thin films grown vi̇a Sol-gel method andcharacterization
Yazar: MAHER HAIDAR
Danışman: DOÇ. DR. EYÜP FAHRİ KESKENLER
Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology
Dizin: Yarı iletken ince filmler = Semiconductor thin films

Özet:
Son yıllarda, ZnO ince filmler yoğun bir şekilde peizoelektrik, optoelektronik cihazlar ve              fotovoltik hücrelerde kullanılmaktadır. Bu çalışmada Sol-gel yöntemi kullanılarak döndürerek kaplama tekniği ile basit, düşük maliyetli ve yüksek kontrollü ZnO ince filmlerin Cam ve SnO2 altlıklar üzerine büyütülmesi sağlanmıştır. Yine optimize edilen ZnO ince filmlere, PVD soğuk altlık yöntemiyle 200K (soğuk altlık) ve 300K gibi iki farklı sıcaklıkta Ag buharlaştırılarak Schottky diyot üretilmiştir. Elde edilen filmlerin ve Schottky diyotların XRD, SEM, Optik ve Elektriksel ölçümler yardımıyla karakterizasyonu yapılmıştır. XRD ölçümlerinden, ZnO'nun (002), (100), ve (101) piklerinin sırasıyla 2θ (31,77), (34,42) ve (36,25) açılarında olduğu tespit edilmiştir. Filmlerin ortalama tane boyutu 25 nm olarak hesaplanmıştır. Filmlerin optik                 geçirgenliğinin 95%' ten daha fazla olduğu bulunmuştur ve farklı altlık üzerine kaplanan filmlerin ZnO enerji bant aralığı değerleri 3,25-3,35 eV civarında hesaplanmıştır. Fotolüminesans                ölçümlerinden farklı dalga boylarında çeşitli kusur türlerine ait pikler görülmüştür. 200K ve 300K sıcaklığında Ag/ZnO Schottky diyotların bariyer yüksekliği ve idealite faktörü değerleri sırayla 0,43eV; 15,60 ve 0,15eV; 7,41 olarak bununmuştur ve yine sırasıyla iki farklı yöntemden elde edilen seri direnç değerleri 4,46Ω; 4,88Ω ve 3,65Ω; 4,78Ω olarak hesap edilmiştir. 200K ve 300K için C-2-V eğrisinden taşıyıcı konsantrasyonu (N_d) sırasıyla 6,06×1016 cm-3 ve 4,05×1019 cm-3 ve Built-in Potansiyelleri (Vbi) 0,55V ve 0,70V bulunmuştur. ZnO özdirenç değeri ise 3,939×103 Ω.cm bulunmuştur. Sonuç olarak, 200K de üretilen 20 diyottan 15 tanesi diyot           karakteristiği gösterirken bu sayı 300K için 20 diyotta 5 diyot olarak tespit edilmiştir.

Abstract:
In recent years, ZnO thin films have been extensively used in piezoelectric, optoelectronic devices and photovoltaic cells. In this study, ZnO thin films were grown on glass and SnO2 substrate by using Sol-gel method and rotating coating technique, a simple, low cost and high controlled a way. Again, Schottky diode was produced with the PVD cold pad method on ZnO thin film which was optimized by evaporating Ag at two different temperatures such as 200K (cold bottom) and 300K. The obtained thin films and Schottky diodes were characterized by XRD, SEM, Optical and Electrical measurements. From the XRD measurements, the peaks of ZnO (002), (100), and (101) were found to be at 2θ (31.77), (34.42) and (36.25) angles, respectively. The average          particle size of the films is calculated as 25 nm. The optical transmittance of the films was found to be greater than 95% and the ZnO energy band values of the films coated on different substrates were calculated to be around 3.25-3.35 eV. Peaks of various types of defects were observed in different wavelengths from photoluminescence measurements. The barrier height and ideal factor values of Ag/ZnO Schottky diodes at 200K and 300K were found as 0.43eV; 15.60 and 0.15eV; 7.41 respectively. The series resistance values were obtained as 4.46Ω; 4.88Ω and 3.65Ω; 4.78Ω from two different methods, respectively. Carrier concentration from the C-2-V curve for 200K and 300K was found to be 6.06 × 1016cm-3 and 4.05 × 1019cm-3 and Built-in Potentials (Vbi) was obtained as 0.55V and 0.70V, respectively. The ZnO resistivity was found to be 3,939 × 103Ω.cm. As a result, 15 of the diodes produced in 200K showed characteristics of the diode, whereas this number is 5 diodes for 300K.