Ir ve Os katkılı NİO filmlerinin karakterizasyonu ve heteroeklem uygulamaları
Characterization of Ir and Os doped NIO films and heterojunction applications
Yazar: ARSEN DEMİROĞLU
Danışman: PROF. DR. MÜJDAT ÇAĞLAR
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Katıhal Fiziği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada, katkısız ve farklı hacim oranlarında (%1 ve %3) Os ve Ir katkılı NiO ince filmleri sol-jel döndürerek kaplama yöntemi kullanılarak cam ve n-tipi Si alttaşlar üzerine kaplanmıştır. Üretilen katkısız filmler molaritelerine göre NO1 ve NO3, Os katkılı filmler ONO1, ONO3 ve Ir katkılı filmler INO1, INO3 olarak adlandırılmıştır. Cam üzerine kaplanan katkısız, Os ve Ir katkılı NiO filmlerin yapısal, optik, elektrik ve morfolojik özellikleri incelenmiştir. Yapısal özellikleri incelemek üzere XRD ölçümleri sonucunda Os ve Ir katkısının NiO'in kristal yapısını bozduğu, kristal büyüklüğünün azaldığı gözlenmiştir. Optik ölçümler sonucunda katkı oranı artıkça optik bant aralığının azaldığı ve Urbach enerji değerlerinin arttığı gözlenmiştir. Morfolojik ölçümler sonucunda NO1 filminin yüzeyinin homojen olduğu ve Os katkısıyla büyük bir değişim olmadığı, NO3 filminin yüzeyinde kusurlar olduğu ve Ir katkısıyla homojen bir yüzey oluştuğu gözlenmiştir. Heteroeklem yapılar elde etmek için n-Si alttaş üzerine kaplanan katkısız, Os ve Ir katkılı NiO filmlerin akım-voltaj (I-V) ölçümleri alınmıştır. I-V ölçümleri sonucunda heteroeklem yapıların doğrultucu özellik gösterdiği gözlenmiş ve hesaplanan idealite faktörleri katkıya bağlı olarak artış göstermiştir. Fotosensör özelliklerini incelemek için fotosensitivite ve fototepki değerleri hesaplanmıştır. Os katkısı sonucunda fotosensitivitenin arttığı ve fototepkinin azaldığı gözlenmiştir. Ir katkısı sonucunda fotosensitivitenin ve fototepkinin azaldığı gözlenmiştir.

Abstract:
In this study, undoped and Os and Ir doped NiO thin films at different volume ratios (1% and 3%) were deposited on glass and n-type Si substrates using the sol-gel spin coating method. The undoped films produced were named NO1 and NO3 according to their molarities, while the Os doped films were named ONO1 and ONO3, and the Ir doped films were named INO1 and INO3. The structural, optical, electrical, and morphological properties of the undoped, Os and Ir doped NiO films deposited on glass were investigated. XRD measurements to examine the structural properties revealed that Os and Ir doping disrupted the NiO crystal structure and reduced the crystallite size. Optical measurements indicated that as the doping ratio increased, the optical band gap decreased, and the Urbach energy values increased. Morphological measurements revealed that the surface of the NO1 film was homogeneous and that there was no significant change with Os doping; however, the defects were observed on the surface of the NO3 film, and a homogeneous surface was formed with Ir doping. To obtain the electrical properties of heterojunction structures, current-voltage (I-V) measurements were carried out for the undoped, Os and Ir doped NiO films deposited on n-Si substrate. The results showed that these heterostructures have a rectifiying behaviour and the calculated their idealite factors increased depending on the increasing doping ratios of Ir and Os. To examine the photosensor properties, photosensitivity and photoresponse values were calculated. It was observed that photosensitivity increased and photoresponse decreased with Os doping, while both photosensitivity and photoresponse decreased with Ir doping.