Sol-gel yöntemiyle büyütülen Cu2CoSnS4 filmlerin optiksel ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi
Investigation of optical and electrical properties of Cu2CoSnS4  films grown by sol-gel method
Yazar: GÜLDEN YILDIZ ŞENGÜLER
Danışman: PROF. DR. SALİHA TÜLAY SERİN
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Fizik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Aktivasyon enerjisi = Activation energy ; Bant genişliği = Band width ; Elektriksel özellikler = Electrical properties ; Kırılma indisi = Refractive index ; Optik özellikler = Optical properties ; Sol-jel yöntemi = Sol-gel method ; İnce filmler = Thin films

Özet:
Bu çalışmada sol gel daldırma tekniği ile büyütülen Cu2CoSnS4 filmlerin optiksel ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. CCTS ince filminin büyütüldüğü çözelti içindeki tiyoüre molaritesi (0,3 M, 0,4 M, 0,5 M ve 0,6 M) ve numunelerin son tavlama sıcaklıkları (200 oC ve 500 oC) değiştirilerek numuneler elde edilmiştir. Elde edilen Cu2CoSnS4 filmlerin optiksel ve elektriksel özelliklerinin tiyoüre molaritesi ve tavlama sıcaklığına bağlılığı incelenmiştir. Tauc bağıntısından numunelerin Eg optiksel enerji bant değerleri bulunmuştur. 500 oC'de tavlanan filmler için tiyoüre oranı 0,3 M'dan 0,6 M'a arttıkça Eg değerinin 1,64 eV'tan 1,36 eV'a azaldığı bulunmuştur. 200 oC'de tavlanan filmler için ise tiyoüre molaritesi artarken Eg değeri 1,32 eV'tan 1,12 eV'a azalmıştır. Artan tiyoüre molaritesi ile optiksel enerji bant aralığı Eg azalırken, son tavlama sıcaklığının artmasının Eg değerini artırdığı görülmüştür. Filmlerin Urbach enerjileri ve kırılma indisleri hesaplanmıştır. Filmlerin iki nokta yöntemiyle sabit gerilim altında sıcaklığa bağlı akım değerleri 300-400oC sıcaklık aralığında karanlıkta ölçülerek filmlerin sıcaklığa bağlı iletkenlik değerleri belirlenmiş ve Arhenius çizimlerinden aktivasyon enerjileri hesaplanmıştır. Tiyoüre oranının ve son tavlama sıcaklığının aktivasyon enerjisine etkisi incelenmiştir.

Abstract:
In this study, it was aimed to examine the optical and electrical properties of Cu2CoSnS4 films grown by sol gel dipping technique. Samples were obtained by varying the thiourea molarity (0.3 M, 0.4 M, 0.5 M and 0.6 M) and the final annealing temperatures (200 C and 500 C) of the samples in the solution in which the CCTS thin film was grown. The optical and electrical properties of obtained Cu2CoSnS4 films were ininvestigated depending on the thiourea molarity and annealing temperature. The Eg optical energy band values of the samples were found from the Tauc relation. It was found that for films annealed at 500 oC, as the thiourea ratio increased from 0.3 M to 0.6 M, the Eg value decreased from 1.64 eV to 1.36 eV. For films annealed at 200 oC, the thiourea molarity increased, while the Eg decreased from 1.32 eV to 1.12 eV. It was observed that the optical energy band gap Eg decreased with increasing thiourea molarity, while the increase in the final annealing temperature increasing the Eg value. Urbach energies and refractive indices of the films were calculated. The temperature-dependent current values of the films under constant voltage were measured in the dark at a temperature range of 300-400 oC using the two-point method and the temperature -dependent conductivity values of the films were determined and the activation energies were calculated from the Arhenius drawings. The effects of thiourea ratio and final annealing temperatures on activation enegry were investigated.