Üç bileşenli metal oksit yarıiletken fotodiyotların üretilmesi ve elektriksel özellikleri
Fabrication and electrical characterization of ternary metal oxide semiconductor photodiodes
Yazar: GÜLŞAH TUNCEL
Danışman: PROF. DR. ŞÜKRÜ KARATAŞ
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Bakır oksit = Copper oxide ; Fotodiyot = Photodiode ; Kadmiyum oksit = Cadmium oxide ; Metal oksitler = Metal oxides ; Çinko oksit = Zinc oxide

Özet:
Bu tez çalışmasında hidrotermal yöntemle ZnO, CdO, CuO ve CuO-CdO-ZnO üçlü metal oksit yarıiletkenleri sentezlenmiştir. Sentezlenen metal oksit yarıiletkenlerin yüzey özellikleri SEM, FTIR, AFM ve UV teknikleri ile analiz edilmiştir. ZnO, CdO, CuO ve üçlü metal oksitlerin yüzey pürüzlülüğü AFM mikrokobu kullanılarak incelenmiştir. Metal oksitlerin yüzey özellikleri, metal oksitlerin kimyasal kompozisyonuna bağlı olarak değişmiştir. CuO, CdO, ZnO ve CuO-CdO-ZnO yarıiletkenleri ve p-tipi silisyum kullanılarak fotodiyotlar hazırlanmıştır. Üretilen dört farklı metal oksit yarıiletken diyotların elektriksel ve fototepki özellikleri kapasitans- gerilim (C-V) ve akım-gerilim (I-V) ölçümleri ile araştırılmıştır. Diyotların bariyer yüksekliği, idealite faktörü ve doğrultma oranları gibi elektronik parametreleri diyotların akım- gerilim karakteristiklerinden belirlenmiştir. Al\p-si\CuO\Al diyotu 8.1x104 oranında en yükek doğrultma oranı sergilemiştir.  CuO, CdO ve ZnO esaslı metal oksitlerin fototepki özellikleri metal okstilerin kimyasal kompozisyonunun değişimiyle kontrol edilebilmektedir. Al\p-si\CuO-CdO-ZnO\Al diyotu idealite faktörü en düşük (1.17) diyottur. Elde edilen sonuçlar, üretilen metal oksit diyotların elektro-optik ve fotonik uygulamalarda kullanılabileceğini göstermektedir.

Abstract:
In this thesis, ZnO, CdO, CuO ve CuO-CdO-ZnO ternary metal oxide semiconductors  of have been  synthesized using the hydrothermal. The structural properties of synthetized metal oxide semiconductors have been analyzed by SEM, FTIR, AFM  and UV analysis techniques. The surface roughness properties of the CuO, CdO, ZnO  and ternary metal oxides have been investigated using AFM microscope. The surface properties of the metal oxide films have been changed by the chemical composition of the metal oxide. The photodiodes have been prepared using p-type silicon and CuO, CdO, ZnO and CuO-CdO-ZnO semiconductors. The electrical and photoresponse properties of the fabricated four different diodes have been investigated by capacitance-voltage (C-V) and current-voltage (I-V) measurements. The electronic parameters such as ideality factor, barrier height and photoresponse of the diodes have been determined from current-voltage characteristics of the diodes. The p-Si\CuO\Al diode exhibited the highest rectification ratio of 8.1x104. The photoresponse properties of CuO, CdO and ZnO metal oxides based photodiodes have been controlled by changing chemical compositions of various with metal oxide. The ternary metal oxide based Al\p-si\CuO-CdO-ZnO\Al diode the gives the lowest ideality factor (1.17). The obtained results suggest that the fabricated metal oxide diodes can be used in electro-optic and photonic applications.