Ultrasonik spray-pyrolysis yöntemi ile elde edilen Cd1-xSnxS filmlerinin bazı fiziksel özelliklerinin incelenmesi
Investigation of some physical properties of Cd1-xSnxS films produced by ultrasonic spray-pyrolysis method
Yazar: MEHMET PEKER
Danışman: PROF. M. SELAMİ KILIÇKAYA
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2000
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Fiziksel özellikler = Physical properties ; Sprey piroliz yöntemi = Spray pyrolysis method ; İnce filmler = Thin films

Özet:
IV ÖZET Bu çalışmada, ultrasonik spray-pyrolysis yöntemiyle, T = 300 ± 5 °C taban sıcaklığında ve farklı kalay ( Sn ) konsantrasyonlarında, Cdı-xSnxS ( 0 < x < 1 ) yapısındaki filmler elde edilmiş ve bu filmlerin, bazı fiziksel özellikleri incelenmiştir. Elde edilen Cd].xSnxS yapısındaki filmlerin kalınlıklarının, 1.0-4.0 u,m arasında değiştiği saptanmıştır. Bütün filmlerin elektriksel iletim türünün, sıcak-uç yöntemi kullanılarak, n-tipi olduğu belirlenmiştir. Cdı.xSnxS yapısındaki bütün filmlerin, optik yöntem kullanılarak, direkt bant geçişli oldukları ve yasak enerji aralığı değerlerinin de, 1.17-2.46 eV arasında değiştiği belirlenmiştir. X-ışını kırınım desenlerinden, elde edilen Cdı.xSnxS yapısındaki filmlerin, polikristal yapıda oldukları saptanmıştır. Elde edilen Cdı.xSnxS yapısındaki filmlerin, akım-voltaj karakteristiklerinden, " ohmik " ve " space-charge-limited " iletim mekanizmaları saptanmıştır. Bu filmlerde, serbest taşıyıcı yoğunluğu n0 'in 2.66xl015-1.25xl017 cm"3 ve iletkenlik a 'nın 4.26xl0"3-2.00xl0~1 ( ohm cm )"' değerleri arasında değiştikleri hesaplanmıştır. Cdı-xSnxS yapısındaki filmlerin, SEM yüzey mikro yapılarının incelenmesi sonucunda, bütün filmlerde, matris ve üzerinde rastgele dağılmış beyaz kürecikler gözlenmiştir. Bu filmlerin, ZAF tekniğine göre alman EDS spektrumu ve mikro analiz sonuçlarından, bütün filmlerde görülen matris ve beyaz küreciklerin, aynı kimyasal yapıya sahip oldukları tespit edilmiştir. Yapılan bu incelemeler sonucunda, elde edilen Cdı_sSnxS ( 0 < x < 1 ) yapısındaki filmlerin fiziksel özelliklerinin, kalay konsantrasyonuna bağlı olarak değiştiği tespit edilmiştir.

Abstract:
SUMMARY In this work, Cdı-xSnxS ( 0 < x < 1 ) compound films have been produced at T = 300 ± 5 °C substrate temperature with different tin ( Sn ) concentrations by ultrasonic spray-pyrolysis method and some of the physical properties of these films have been investigated. The thicknesses of grown Cdi-xSnxS compound films have been determined to have value between 1.0-4.0 um. The type of the electrical conductivity of all films have been determined to be n-type characteristic by using hot-probe method. Cd).xSnxS compound films have been determined to have direct band transition characteristic by using optical method and the forbidden band gap of the films have been observed to vary between 1.17-2.46 eV according to the value of x. Cdi-xSnxS compound films produced by the above mentioned method showed that they are polycrystalline by means of the x-ray analysis. The ohmic and space-charge-limited conduction mechanisms have been observed in the current-voltage characteristics of grown Cdi.xSnxS compound films. Some of the physical parameters of the films have been calculated from the current-voltage characteristics showing these conduction properties. These are n0, free carrier concentration and a, conductivity and the values have been found to lie between 2.66xl015-1.25xl017 cm"3 and 4.26xl0"3-2.00xl0~1 ( ohm cm )"' respectively. The matrix and random dispersed white globules on it have been observed from the SEM surface micro structure analyses of grown Cdi_xSnxS compound films. The matrix and white globules observed in these films have been found that they are in the same chemical structure in the all films from the EDS spectrum and micro analysis results taken according to ZAF method. Finally, the physical properties of the Cdi-sSnsS ( 0 < x < 1 ) compound films have been determined to vary according to the tin concentration which was dopped into the CdS.