Au/P3HT/n-Si (MPS) Schottky engel diyotların elektriksel ve dielektrik özelliklerinin frekansa sıcaklığa ve aydınlatma şiddetine bağlı incelenmesi
Investigation of electrical and dielectric characteristics of Au/P3HT/n-Si (MPS) Schottky barrier diodes depending on frequency, temperature and illumination intensity
Yazar: ESRA YÜKSELTÜRK
Danışman: PROF. DR. MEHMET MAHİR BÜLBÜL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Au/P3HT/n-Si (MPS) Schottky engel diyotların (SBD) elektriksel özellikleri, akım-voltaj (I-V), kapasitans- voltaj (C-V) ve iletkenlik- voltaj (G/-V) ölçümleri kullanılarak geniş bir frekans ve sıcaklık aralığında incelendi. Doğru öngerilim I-V ölçümlerinden; Au/P3HT/n-Si (MPS) SBD'nun ters-beslem doyma akımı (Io), idealite faktörü (n), sıfır-beslem engel yüksekliği (Bo), seri ve kısa devre dirençleri (Rs ve Rsh) sıcaklığın fonksiyonu olarak elde edildi. Ayrıca ara yüzey durumlarının dağılım profili (Nss); engel yüksekliği ve idealite faktörünün voltaja bağlı değişimi ve diyotun seri direnci dikkate alınarak tüm sıcaklıklar için elde edildi. Frekansa ve sıcaklığa bağlı C-V ve G/ω-V ölçümlerinden; difüzyon potansiyeli (VD), fermi enerjisi (EF), tüketim tabakasının genişliği (WD) ve engel yükseliği (B (C-V)) gibi temel diyot parametreleri elde edildi. Au/P3HT/n-Si (MPS) SBD'nun sıcaklığa bağlı C-V ölçümleri negatif kapasitans (NC) davranışı göstermiştir. Negatif Kapasitansa sebep olan etkenler incelenmiştir. Au/P3HT/n-Si (MPS) Schottky diyotunun metal ile yarıiletken arasındaki polimer tabaka için dielektrik sabiti ('), dielektrik kayıp ("), kayıp tanjantı (tan) ve ac elektrik iletkenlik (ac) ile reel ve imajiner elektrik modülü (' and ") gibi dielektrik özellikleri geniş bir frekans ve sıcaklık aralığında C-V ve G/-V ölçümleri kullanılarak incelendi. ', ", tanac ve ' ve " değerlerinin frekans ve sıcaklığa oldukça bağlı olduğu gösterildi. Ayrıca, Au/P3HT/n-Si (MPS) Schottky diyotunun I-V karakteristikleri hem karanlık hem de farklı aydınlatma şiddetleri (0-250 W) altında oda sıcaklığında elde edildi. Aydınlatma şiddetine bağlı olarak deneysel I-V ölçümlerinden de Io, n, Bo, Rs, Rsh ve Nss gibi temel diyot parametreleri hesaplandı. Elde edilen deneysel sonuçlar mevcut literatür ile kıyaslamalı olarak incelendi.

Abstract:
The electrical characteristics of Au/P3HT/n-Si (MPS) Schottky barrier diode (SBD) have been investigated by current-voltage (I-V), capacitance-voltage (C-V) and conductance-voltage (G/-V) measurements in the wide range of frequency and temperature. The temperature dependent electrical parameters such as reverse-bias saturation current (Io), ideality factor (n), barrier height (B), series and shunt resistance (RS and Rsh) of Au/P3HT/n-Si (MPS) SBD have been investigated by using the forward and reverse bias current-voltage (I-V). The frequency and temperature dependent electrical properties of the Au/P3HT/n-Si (MPS) Schottky barrier diode have been investigated using C-V and G/-V measurements. The frequency and temperature dependence of electrical characteristics, such as diffusion potential (VD), fermi energy (EF), depletion layer width (WD) and barrier height (B(C-V)) were obtained. Temperature dependent capacitance-voltage (C-V) measurements of Au/P3HT/n-Si (MPS) Schottky barrier diode (SBD) showed negative capacitance (NC) behavior. The reasons of NC behavior were investigated. The frequency and temperature dependent dielectrical properties such as dielectric constant ('), dielectric loss ("), dielectric loss tangent (tan), ac electrical conductance (ac) and real and imaginary part of electric modulus (' and ") of the Au/P3HT/n-Si (MPS) SBD have been investigated using C-V and G/-V measurements. The experimental results show that the ', ", tanac, ' and " values were found a strong function of frequency and temperature. Also, the illumination dependence of the experimental I-V characteristics of the Au/P3HT/n-Si SBD was obtained from the measurements for both darkness and different illumination intensities (0-250 W) at room temperature. The values of I0, n, ΦBo, Rs, Rsh and Nss were also calculated, dependending on illumination intensity. Experimental results were compared with literature.