Au/(AgCdS:PVP)/n-Si schottky diyotların akım-voltaj (I-V) ve kapasitans/iletkenlik-voltaj (C/G-V) özelliklerinin karanlık ve 100 mw/cm2 ışık şiddeti altında incelenmesi
Investigation of current-voltage (I-V) and apacitance/conductivity-voltage (C/G-V) properties of Au/(AgCdS:PVP)/n-Si schottky diodes in dark and under 100 mw/cm2 illumination intensity
Yazar: GAMZE ASLANBAŞ
Danışman: PROF. DR. PERİHAN DURMUŞ ; PROF. DR. HAYRİYE GÖKÇEN ÇETİNKAYA
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Enerji = Energy ; Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Bu çalışmada, Au/(AgCdS:PVP)/n-Si (MPS) tipi Schottky bariyer diyotlarını (SBDs), fosfor katkılı ve 1 .cm dirençli n-Si levha üzerine üretildi. Fabrikasyon işlemlerden sonra oda sıcaklığında akım-gerilim (I-V) ölçümleri gerçekleştirildi. Ln(I)-V grafikleri düşük/orta eğilim bölgeleri (LBR, MBR) olarak adlandırılan iki farklı doğrusal parçayı gösterdiği ortaya konuldu. Bu ln(I)-V grafiğinin hem karanlıkta hem de 100 mW/cm2 aydınlatma yoğunluğu altında arayüzey tabakasının yapının elektriksel karakteristiklerine olan etkisini araştırmak amacıyla Termiyonik Emisyon teorisi, Cheung ve Norde fonksiyonu kullanılarak ileri öngerilim I-V eğrilerinden n idealite faktörü, I0 ters doyma akımı ve B(I-V) sıfır beslem bariyer engel yüksekliği gibi temel elektriksel parametler elde edildi ve sonuçlar birbirleriyle karşılaştırıldı. Elde edilen sonuçların birbirinden farklılıklarının nedenleri olarak hesaplamalarda kullanılan yöntem farkı, NSS arayüzey durumlarının varlığı ve engel homojensizliğine atfedildi. Daha sonra Card ve Rhoderick yöntemi kullanılarak, enerjiye bağlı Nss ve (Ec-Ess) grafikleri, I-V eğrileri, özellikle de voltaja bağlı n ve B değerleri kullanılarak çizildi. Yapının 1 MHz frekans altında çizilen 1/C2-V eğrisinden ND katkı atomlarının yoğunluğu, B bariyer engel yüksekliği, WD  tüketim tabakası kalınlığı, RS seri direnç, VD difüzyon potansiyeli, NSS arayüzey durumları ve EF fermi enerjisi karakteristikleri elde edildi ve diyotun C-V ve G/-V grafikleri çizildi. Au/(AgCdS:PVP)/n-Si Schottky diyotunun arayüzey durumlarının voltaj bağımlılığını araştırmak için Yüksek-Düşük (1 MHz & 3 kHz) Frekans Kapasitans Metodu kullanıldı. Elde edilen sonuçların mevcut literatür göz önüne alındığında, MPS yapı için uygun olduğu görüldü. Deneysel sonuçlar, hazırlanan Au/(AgCdS:PVP)/n-Si (MPS) Schottky diyotlarının ışığa duyarlı olduğunu ve (AgCdS:PVP) ara yüzey katmanının geleneksel izolatörlerde, fotodiyotlarda, foto sensör uygulamalarında ve güneş pillerinde başarıyla kullanılabileceğini göstermektedir.

Abstract:
In this study, Au/(AgCdS:PVP)/n-Si (MPS) type Schottky barrier diodes (SBDs) were produced on phosphorus-doped n-Si sheet with a resistance of 1 .cm. After fabrication processes, current-voltage (I-V) measurements were performed at room temperature. It was revealed that Ln(I)-V graphs show two different linear parts called low/medium trend regions (LBR, MBR). In order to investigate the effect of this ln(I)-V graph on the electrical characteristics of the interfacial layer of the structure both in the dark and under 100 mW/cm2 illumination intensity, thermionic emission theory, Cheung and Norde function were used, and n ideality factor, I0 reverse saturation were obtained from forward bias I-V curves. Basic electrical parameters such as current and B(I-V) zero power barrier barrier height were obtained and the results were compared with each other. The reasons for the differences between the obtained results were attributed to the difference in the method used in the calculations, the existence of NSS interface states and barrier inhomogeneity. Then, using the Card and Rhoderick method, energy-dependent Nss and (Ec-Ess) graphs, I-V curves, especially voltage-dependent n and B values were drawn. The density of ND dopant atoms, B barrier barrier height, WD consumption layer thickness, RS series resistance, VD diffusion potential, NSS interface states and EF fermi energy characteristics were obtained from the 1/C2-V curve of the structure drawn under 1 MHz frequency, and the C-V and EF fermi energy characteristics of the diode were obtained. G/-V graphs were drawn. High-Low (1 MHz & 3 kHz) Frequency Capacitance Method was used to investigate the voltage dependence of the interfacial states of the Au/(AgCdS:PVP)/n-Si Schottky diode. The results obtained were found to be suitable for the MPS structure, considering the existing literature. Experimental results show that the prepared Au/(AgCdS:PVP)/n-Si (MPS) Schottky diodes are photosensitive and the (AgCdS:PVP) interfacial layer can be used successfully in conventional insulators, photodiodes, photo sensor applications and solar cells.