Makrosiklik ligandların geçiş metal kompleksleri ile oluşturulan heteroeklemlerin elektriksel ve optiksel özelliklerinin incelenmesi
Electrical and optical properties of heterojunction formed by metal complexes of macrocyclic ligands
Yazar: CİHAT ÖZAYDIN
Danışman: DOÇ. DR. KEMAL AKKILIÇ
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada, elektriksel ve optiksel özelliklerini incelemek için daha önce sentezlenmiş, ? bağları açısından zengin ve ligandları farklı olan [Cu2(L5)(NO3)2][NO3]2, [Cu2(L2)(NO3)2][NO3]2,[Cu2(L7)(ClO4)2][ClO4]2, [Cu2(L8)(ClO4)2][ClO4]2 ve [Cu2(L4)(ClO4)2][ClO4]2 organik Cu(II) kompleksleri kullanıldı. Kompleksler sırasıyla C1, C2, C3, C4 ve C5 ile adlandırıldı. Optiksel özelliklerin incelenmesi için komplekslerin ince filmleri cam ve n-Si üzerine spin kaplama metodu ile oluşturuldu. Cam üzerine oluşturulan ince filmlerin UV-VIS spekrometresi soğurma ölçümlerinden optiksel enerji band aralığı (Eg) belirlendi. n-tipi Si altlık üzerine oluşturulan ince filmlerinin spektroskopik elipsometre ölçümlerinden kırılma indisi (n) ve sönüm katsayısı (k) gibi optiksel parametrelerinin spektrumları belirlendi. Elektriksel özelliklerinin incelenmesi için komplekslerin ince filmleri inorganik yarıiletkenler üzerine spin kaplama metodu ile oluşturuldu. Böylece organikinorganik (OI) yapıları oluşturuldu. Au metalinin organik-inorganik yapılar üzerine buharlaştırılması ile metal/organik/yarıiletken (Au/Cu(II) kompleks/n-Si) yapısı oluşturuldu. Ligandları farklı olan Cu(II) kompleksleri ile oluşturulan Au/Cu(II) kompleks/n-Si yapılarının elektriksel karakterizasyonu için karanlıkta ve oda sıcaklığında akım-gerilim (I-V) ölçümleri alındı. İdealite faktörü (n), engel yüksekliği ( ) ve doyma akımı (I0) gibi diyot parametreleri belirlendi ve literatürdeki ara tabakasız Au/n-Si diyotları ile karşılaştırıldı. I-V ölçümlerinden hesaplanan diyot parametreleri Cheung fonksiyonları ile yeniden hesaplandı ve karşılaştırıldı. Tüm yapıların farklı frekanslarda ve oda sıcaklığında kapasite-gerilim (C-V) ölçümleri alındı. C-V ölçümlerinden elde edilen sonuçlar I-V ölçümlerinden elde edilenlerle karşılaştırıldı. Ayrıca metal/organik/yarıiletken yapısının fotoelektriksel karakterizasyonu için tüm yapıların I-V ölçümleri güneş simülatörü ile 100 mW/cm2ışık şiddetine ve AM1.5 spektrumuna sahip ışık altında alınarak incelenmiş ve kısa devre akımı (Isc) ve açık devre gerilimi (Voc) gibi fotovoltaik parametreleri belirlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Cu(II) kompleks, İnce film, Schottky diyot, Organik-inorganik heteroeklem, Elektriksel özellikler, Optik özellikler

Abstract:
In this study, previously synthesized [Cu2(L5)(NO3)2][NO3]2, [Cu2(L2)(NO3)2][NO3]2,[Cu2(L7)(ClO4)2][ClO4]2, [Cu2(L8)(ClO4)2][ClO4]2 and [Cu2(L4)(ClO4)2][ClO4]2 organic Cu(II) complexes which have rich ? bonds and different ligands were used to examine the electrical and optical properties. The complexes were named as C1, C2, C3, C4 and C5, respectively. Thin films of Cu(II) complexes were formed by spin coating method on glass and n-Si substrates to investigate optical properties. Optical energy band gap (Eg) of thin films which formed on glass substrate weredetermined by measuring the UV-VIS absorption spectrometry. Optical parameters such as refractive index (n) and extinction coefficient (k) spectra of thin films on n-type Si substrate were determined by spectroscopic ellipsometry measurements. To investigate the electrical properties, thin films of thecomplexes were formed by spin coating on inorganic semiconductors. Thus organic-Inorganic (OI)structures were fabricated. Metal/Organic/Inorganic (Au/Cu(II) complex/n-Si) structure was created by evaporation of Au metal on organic/inorganic structure. For electrical characterization of Au /Cu(II) complex / n-Si structures current-voltage (I-V) measurements were taken at room temperaturein the dark conditions. Diode parameters such as ideality factor (n), barrier height ( ) and saturation current (I0) were determined and obtained parameters have been compared with Au/n-Si diode in the literature. Obtained results from I-V measurements have been also compared with results re-calculated by Cheung?s method. Capacity-voltage (C-V) measurements of all structures were taken at different frequency and room temperature. The results obtained from I-V measurements have been compared with those obtained from C-V measurements. Furthermore, photoelectrical characterization of metal/organic/semiconductor structures were investigated from I-V measurement under a solarsimulator with 100 mW/cm2light intensity and AM1.5 condition and their photovoltaic parameters such as short-circuit current (Isc) and open circuit voltage (Voc) were determined.Key Words: Cu (II) complex, Thin films, Schottky diode, Organic-inorganic heterojunction,Electrical properties, , Optical properties