Kimyasal biriktirme yöntemi ile CdS, ZnS ve PbS yarıiletken nano yapıların üretilmesi ve karakterizasyonu
Growth and characterization of CdS, ZnS and PbS semiconductor nanostructure with chemical bath deposition
Yazar: CEMALETTİN TÜRKMEN
Danışman: DOÇ.DR. M. CELALETTİN BAYKUL
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Enerji = Energy ; Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies

Özet:
Güneş pilleri ve kızılötesi dedektörler gibi optoelektronik devreler içinyarıiletken nano kristaller Kimyasal Biriktirme Yöntemi ile üretilmiştir. Yarıiletkentekli kristaller ve nano kristaller XRD, EDS ve SEM ölçümleri ile araştırılmıştır. SEMgörüntüsünden GaSe tabakaların kalınlığının 3 nm ile 10 nm arasında değiştiğibelirlenmiştir. Cam tabanlar üzerinde CdS nano kistallerin boyutunun 5 nm ile 50 nmarasında olduğu belirlenmiştir. Yarıiletkenlerin band aralığı optik absorbansölçümlerinden bulunmuştur. GaSe tekli kristallerin eksiton bağlanma enerjisi 20 meVolarak hesaplanmıştır. Tüm numunelerin elektriksel özdirenci iki nokta Akım-Gerilimölçümlerinden hesaplanmıştır. Cam üzerine üretilen PbS nano kristallerin elektrikselözdirenci 5 cm olarak belirlenmiştir. CdS nano yapılar için yeni bir taban olan GaSeyüzeyler ilk olarak burada rapor edilmiştir. GaSe üzerine üretilen CdS nano kristallerinelektriksel iletkenliğinin, cam üzerine üretilen CdS nano kristallere göre 50 kat fazlaolduğu görülmüştür. Akım-Gerilim ve Kapasitans-Gerilim ölçümleri için Au/p-GaSeve Ag/n-CdS eklemler oluşturulmuştur. GaSe nano tabakaların serbest taşıyıcıyoğunluğu, Kapasitans-Gerilim ölçümlerinden, 3x1014 cm3 olarak hesaplanmıştır.Ayrıca serbest taşıyıcı yüklerin taşınabilirliği ve eklemlerin engel yüksekliği buölçümler ile belirlenmiştir. Optoelektronik devre yapımları için Au/p-GaSe/n-CdS,p-GaSe/p-PbS, Ag/p-PbS/n-CdS eklemler ve CdZnS kuantum noktalar oluşturulmuştur.Bu optoelektronik araçların savunma teknolojisinde kullanılması amaçlanmıştır.Anahtar Kelimeler : Yarıiletken nano yapılar, ince filmler, eksitonlar, X-ışınıdedektörleri, Î³-ışını dedektörleri, kızılötesi dedektörler, termal dedektörler, güneşpilleri, p-n eklemler, metal-yarıiletken eklemler.

Abstract:
Semiconductor nanocrystals were grown by Chemical Bath Depositiontechnique for optoelectronic devices such as IR dedectors, solar cells. Semiconductorsingle crystals and nanocrystals were investigated by XRD, EDS and SEM. Thicknessof GaSe layers were determined between 3 nm and 10 nm with SEM image. CdS nanoparticals on the glass substrate were determined between 5 nm and 50 nm. Band gap ofsemiconductors were found by optical absorbtion mesurement. Exciton binding energyof GaSe single crystals were calculated as 20 meV. Electrical resistivity of all sampleswas calculated with Current-Voltage mesurement by two point contact. Electricalresistivity of PbS nanocrystals was calculated as 5 cm on the glass substrate. CdSnanocrystals on GaSe substrates were reported. Electrical conductivity for CdSnanocrystals on a GaSe substrate increased 50 times according to CdS on glasssubstrates. Au/p-GaSe and Ag/n-CdS junctions were formed for Current-Voltage andCapacitans-Voltage measurements. Carrier density of GaSe layers was calculated as3x1014 cm3 with Capacitans-Voltage measurements. In addition to that carrier mobilityand barrier heigth were also determinated by these measurements. Optoelectronicdevices were made with Au/p-GaSe/n-CdS, p-GaSe/p-PbS, Ag/p-PbS/n-CdSheterojunctions and CdZnS quantum dots. These optoelectronic devices were purposedfor the defence technologyKey Words : Semiconductor nanostructures, thin films, excitons, X-ray dedectors,Î³-ray dedectors, infrared dedectors, thermal dedectors, solar cells, p-n junctions,metal-semiconductor junctions