Kimyasal depolama yöntemi ile hazırlanan ZnS ve Zn1-xSMnx 
(0.01≤x≤0.1) yarıiletken ince filmlerin optiksel, yapısal, elektriksel özelliklerinin incelenmesi
The investigation of optical, structural, electrical properties of ZnS and Zn1-xSMnx (0.01≤x≤0.1) semiconductor thin films prepared by chemical bath deposition
Yazar: ÖZGE ERKEN
Danışman: DOÇ. DR. CEBRAİL GÜMÜŞ
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Katıhal Fiziği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada, kimyasal depolama yöntemi (KDY) kullanılarak cam alt tabanlar üzerinde, 80 °C'de, farklı depolama sürelerinde (4, 6, 8 saat) ZnS ve Zn1-xSMnx (0.01 ≤ x ≤ 0.1) yarıiletken ince filmler elde edilmiştir. Elde edilen ince filmlerin, katkılama oranı ve depolama süresi ile optiksel, elektriksel ve yapısal özelliklerinin nasıl değiştiği araştırılmıştır. Filmlerin optik özelliklerini belirlemek için UV/vis spektrofotometresi kullanılmıştır. Filmlerin oda sıcaklığındaki optik geçirgenlik (%T) ve optik soğurma (A) değerleri 300-1100 nm dalga boyu aralığında belirlenmiştir. Elde edilen veriler ile filmlerin temel optik parametreleri olan soğurma katsayısı (α), kırılma indisi (n), sönüm katsayısı (k), reel ve imajiner dielektrik sabitleri (Ԑ1, Ԑ2), enerji bant aralığı (Eg) ve bant kenarı keskinliği (B) değerleri hesaplanmıştır. ZnS ve Zn1-xSMnx (0.01 ≤ x ≤ 0.1) ince filmlerinin görünür bölgedeki optik geçirgenlik değerleri %50-95 olarak bulunmuştur. Görünür bölgedeki kırılma indisi (n) değerleri 1.20-5.09 aralığında hesaplanmıştır. Filmlerin enerji bant aralığı değerleri (Eg) 2.90-3.94 eV olarak tespit edilmiştir. Bant kenarı keskinliği değerleri 6.95x10^9-5.77x10^12 eV/cm2 olarak hesaplanmıştır. Hall ölçümlerinden ZnS ve Zn1-xSMnx (0.01 ≤ x ≤ 0.1) ince filmleri n-tipi iletkenlik göstermiştir. Filmlerin özdirenç (ρ) değerleri 1.990x10^4-1.014x10^6 Ω•cm aralığında hesaplanmıştır. XRD analizleri filmlerin hekzagonal yapıda olduğunu göstermiştir (uzay grubu: P3m1).

Abstract:
In this study, ZnS and Zn1-xSMnx (0.01 ≤ x ≤ 0.1) semiconductor thin films were obtained by using chemical bath deposition (CBD) method on glass substrates at 80 °C and different deposition times (4, 6, 8 hours). The obtained thin films were investigated with doping rate and deposition time, how to change the optical, electrical and structural properties. To determine the optical properties of the films UV/vis spectrophotometer was used. Optical transmittance (%T) and optical absorption (A) values of the films were determined in the wavelength range 300-1100 nm at room temperature. The obtained with data basic optical parameters of the films absorption coefficient (α), refractive index (n), extinction coefficient (k), real and imaginary dielectric constants (Ԑ1, Ԑ2), the energy band gap (Eg) and band sharpness (B) values were calculated. ZnS and Zn1-xSMnx (0.01 ≤ x ≤ 0.1) of the thin films optical transmittance values were found to be 50-95% in the visible region. The refractive index (n) values were calculated in the range 1.20-5.09 in the visible region. Energy band gap values (Eg) of the films were found to be 2.90-3.94 eV. Band sharpness (B) values were calculated in the range 6.95x10^9-5.77x10^12 eV/cm2. From the Hall effect measurement, it was found that ZnS and Zn1-xSMnx (0.01 ≤ x ≤ 0.1) thin film exhibits n-type conduction. Its electrical resistivity (ρ) values were calculated in the range 1.990x10^4-1.014x10^6 Ω•cm. XRD measurements show that the films are crystallized in the hexagonal phase (space group: P3m1).