Bakır oksit/çinko oksit heteroeklem yapıların elektriksel ve optiksel özelliklerinin incelenmesi
Electrical and optical properties of copper oxide/zinc oxide/ATO heterojunction devices
Yazar: FİGEN ÖZYURT KUŞ
Danışman: PROF. DR. TÜLAY SERİN
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Heteroeklem = Heterojunction ; Optik özellikler = Optical properties ; Sol-jel yöntemi = Sol-gel method

Özet:
Bu çalışmada, sol-jel daldırma yöntemiyle hazırlanan p-CuO/i-ZnO/n-ATO yapıların arayüzey durumlarının elektriksel özelliklerine etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaca ulaşmak için heteroyapının katmanlarını oluşturan CuO, ZnO ve ATO ince filmler cam tabakalar üzerine kaplanmış, filmlerin optiksel özellikleri UV-Vis-NIR spektrumları, yapısal özellikleri XRD spektrumları, elektriksel özellikleri akım-gerilim (I-V) ölçümlerinden ve morfolojik özellikleri de atomik kuvvet mikroskobu (AFM) görüntüleri yardımıyla incelenmiştir. Filmlerin optik bant aralıkları CuO, ZnO ve ATO filmler için sırasıyla 1.56-1.7 eV, 3.2-3.3 eV ve 3.9 eV ve aktivasyon enerjileri de 158 meV, 308-423 ve 0.81 meV bulunmuştur. Cam tabakalar üzerinde incelenen filmler aynı koşullarda üst üste kaplanarak p-CuO/i-ZnO/n-ATO yapıları oluşturulmuştur. Yapıların I-V-T ve C-V-T belirtkenleri ölçülmüş. I-V ölçümlerinden yapıların diyot özelliği gösterdiği belirlenmiştir. Aradaki ZnO tabaka farklı sıcaklık koşullarında büyütülerek yapının belirtkenlerindeki değişim incelenmiş ve en iyi diyot eğrisi saptanmıştır. Ayrıca yapının akım-iletim mekanizmasının çok-adımlı tünelleme olduğu ve yüzey durumlarının en iyi diyot için 6.93x1010 cm-2eV-1 olduğu hesaplanmıştır.

Abstract:
In this study, it was aimed to investigate the effect of the interface states on the electrical properties of p-CuO/i-ZnO/n-ATO structures prepared by sol-gel dip coating method. For this reason, firstly the layer of structure which consist of CuO, ZnO and ATO thin films deposited on glass substrates. It was investigated that the optical properties of films via UV-Vis-NIR spectroscopy, structural properties of films via XRD spectroscopy, electrical properties of films via current-voltage (I-V) measurements and morphologic properties of films via atomic force microscophy (AFM) images. The optical band gap and activation energy of films for CuO, ZnO and ATO is found as 1.7-1.8 eV, 3.2-3.3 eV, 3.9 eV and 158 meV, 308-423, 0.81 meV respectively. Investigated films on glass substrate which were deposited one on top of the other at the same condition so that p-CuO/i-ZnO/n-ATO structures were formed . I-V-T and C-V-T characteristics of structures were measured. It is observed from I-V measurements that the structures showed diode properties. The variation of the electrical characteristics of structure was investigated via ZnO layer deposited among at different annealing temperature and the best diode curve was determined. Also, it is observed that the current transport mechanism of structure was multistep tunnelling and it is calculated that the interface states of the best diode is 6.93x1010 cm-2eV-1.