ZnO filmlerinin bazı fiziksel özellikleri üzerine Co katkısının etkisi
The effect of Co doping on some physical properties of ZnO films
Yazar: OLCAY GENÇYILMAZ
Danışman: PROF. DR. FERHUNDE ATAY
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Katıhal Fiziği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
ZnO filmleri, çeşitli bilimsel alanlarda kullanılan Saydam İletken Oksit (SİO) olarak bilinen çok fonksiyonlu bir yarıiletken malzemedir. Özellikle çeşitli katkı elementleriyle katkılanarak fiziksel özellikleri kolaylıkla değiştirilebilmektedir. Bu tez çalışmasında ZnO filmlerinin fiziksel özellikleri üzerine geçiş elementlerinden olan Co katkısının etkisini araştırmak ve geliştirmek için ZnO:Co filmleri üretilmiştir. ZnO:Co filmleri 350±5 °C?deki cam tabanlar üzerine Ultrasonik Kimyasal Püskürtme Tekniği (UKPT) kullanılarak elde edilmiştir. Elde edilen filmlerin yapısal, optiksel, yüzeysel ve elektriksel özellikleri üzerine Co katkısının etkisi incelenmiştir. Filmlerin yapısal özellikleri X-ışını kırınım (XRD) desenleri kullanılarak incelenmiş ve tüm filmlerin polikristal yapıda olduğu belirlenmiştir. Filmlerin geçirgenlik ve fotolüminesans spektrumlarından yararlanarak optik özellikleri incelenmiştir. Ayrıca filmlerin kalınlıkları ve bazı optik parametreleri (kırılma indisi ve sönüm katsayısı) spektroskopik elipsometri tekniği ile belirlenmiştir. Filmlerin yüzeysel özellikleri Alan Emisyon Taramalı Elektron Mikroskobu (FESEM) ve Atomik Kuvvet Mikroskobu (AKM) kullanılarak incelenmiş, Enerji Dağılımlı X-ışını Spektroskopisi (EDS) ile elemental analizleri yapılmıştır. Elektriksel özelliklerini belirlemek amacıyla Hall ölçüm tekniği kullanılmıştır.  Yapılan incelemeler sonucunda, Co katkısının ZnO filmlerinin bazı fiziksel özellikleri üzerinde önemli etkiler yarattığı belirlenmiş ve bu filmlerin kullanım potansiyelleri araştırılmıştır.

Abstract:
ZnO films are multi-functional semiconductor materials which have applications on various scientific fields and known as transparent conducting oxide (TCO). In particular, physical properties of these films can be modified easily by doping with different elements.  In this thesis, ZnO:Co films have been obtained to investigate and enhance the effect of Co transition metal doping on the properties of ZnO films.  ZnO:Co films have been deposited onto glass substrates at 350 ± 5 ?C using Ultrasonic Chemical Spay Pyrolysis technique.  The effect of Co doping on the structural, optical, surface and electrical properties of deposited films has been investigated.  Structural properties of the films have been studied by examined X-ray diffraction patterns and it has been found that all films have polycrystalline structure.  Optical properties of the films have been investigated by using transmittance and photoluminescence spectra.  Also, thicknesses and some optical constants (refractive index and extinction coefficient) of the films have been determined using spectroscopic ellipsometry technique.  Surface properties have been investigated by using field emission scanning electron microscope (FESEM) and atomic force microscope (AFM).  Elemental analysis has been performed by Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS).  Hall measurements have been used to determine electrical properties.  After all investigations, it has been determined that Co doping has created important effects on some physical properties of ZnO films and application potentials of the films have been researched.