Farklı x materyaller kullanılarak Au/(Bi2O3-x:PVA)/4H-SiC yapıların hazırlanması, elektriksel ve dielektrik özelliklerin incelenmesi
Prepration of  Au/(Bi2O3-x:PVA)/4H-SiC structures by using different x materials and investigation of electrical and dielectric Properties
Yazar: YOSEF BADALI
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM USLU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Farklı nanokompozit arayüzey tabakalı Au/(Bi2O3-x:PVA)/4H-SiC (MPS) (x=Sm, Sn, Mo) yapılar spin-kaplama yöntemi ile üretilmiştir. Hazırlanan yapıların I-V karakteristiklerden elde edilen doygunluk akımı (I0), engel yüksekliği (B0), idealite faktörü (n), seri ve şönt dirençleri (Rs ve Rsh) ve rektifiye oranı (RR) gibi ana elektriksel parametreleri, arayüzey tabakada kullanılan farklı nanomateryale bağlı olarak değişimi incelenmiştir. Tüm yapılar için cheung ve norde fonksiyonlarından elde edilen n, B0 and Rs değerleri karşılaştırılmıştır. Arayüzey durumlarının enerji dağılım profili (Nss‒(Ec-Ess)); doğru beslem (I‒V), voltaja bağlı bariyer yüksekliği (e(V)) ve idealite faktörü (n(V)) verileri dikkate alınarak elde edilmiştir. Ek olarak, hazırlanan yapıların muhtemel akım iletim mekanizmasını belirlemek için Ln(I)‒Ln(V) eğrileri çizilmiştir. Ayrıca tüm yapıların C‒V ve G/‒V ölçümleri de yapılmıştır. Ters beslem C-2‒V karakteristiklerden Fermi enerji (Ef), bariyer yüksekliği (B0(C-V)), verici atom yoğunluğu (ND) ve eklem tabaka genişliği (WD) hesaplanmıştır. Yüksek-düşük frekans kapasite (CHF-CLF) yönteminden Nss-V eğrileri elde edilerek yapıların arayüzey dudumları incelenmiştir. Bu yöntemle hesaplanan Nss değerleri, 1013 eV-1cm-2 mertebesinde olduğu görülmüştür. Ayrıca tüm örneklerin dielektrik geçirgenliği gerçek ve sanal kısımları (' ve ") dielektrik kayıp katsayısı (Tan ), elektrik mödülü gerçek ve sanal kısımları (M' ve M") ve iletkenlik () hesaplanmıştır. Elde edilen deneysel sonuçlara göre hem elektriksel hemde dielektrik parametreler katkılanan nanomalzemenin güçlü bir fonksiyonudur. Elde edilen sonuçlara göre, Au/Bi2O3-Sn-PVA/n-SiC örneği diot parametreleri açısından en iyi performans göstermektedir.

Abstract:
Au/(Bi2O3-x:PVA)/4H-SiC (MPS) (x= Sm, Sn, Mo) structures with different nanocomposite interface layers were produced by spin-coating method. The main electrical parameters of the prepared structures such as the saturation current (I0), the barrier height (B0), the ideality factor (n), the series and shunt resistance (Rs and Rsh) and the rectified ratio (RR) obtained from the I‒V characteristics. the exchange of these parameters are investigated in relation to different nanomaterials used as a interfacial layer. The n, B0 and Rs values were obtained from cheung and norde functions for all structures and were compared with each other. Energy distribution profile of interface states (Nss vs (Ec-Ess)) were obtained by taking into account the I‒V results, voltage-dependent barrier height (e(V)) and ideality factor (n(V)). In addition, Ln(I)‒Ln(V) curves were plotted to determine the possible current transmission mechanism of the prepared structures. In addition, the Fermi energy level (EF), barrier height (B0(C-V)), density of donor atoms (ND) and the depletion layer width (WD) were calculated from the reverse bias C‒V and G/‒V measurements. The interface states of the sampels were also investigated via Nss-V curves which obtained from the high-low frequency capacitance method (CHF-CLF). The Nss values calculated with this method were found to be in the order of 1013 eV-1cm-2. In addition, the real and imaginary parts of the complex permittivity (' and ") loss tangent (Tan ), the real and imaginary parts of the electric modulus (M' and M") and the conductivity () were obtained by using C‒V and G/‒V measurements. The experimental results showed that, both electrical and dielectric parameters are a powerful function of the doped nanomaterials. These results also showed that the Au/(Bi2O3-Sn:PVA)/4H-SiC sample show the best performans in terms of diode parameters.