Metal oksit katkılı yarı iletken malzemelerin üretilmesi ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi
Production of semiconductor materials based metal oxide and investigation of their electrical properties
Yazar: CİHAT AYDIN
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA AKSOY
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu tez çalışması Sol Gel metoduyla hazırlanan Çinko oksit ve Kadmiyum oksit esaslı yarıiletken malzemelerin yapısal ve yarıiletkenlik özelliklerini içermektedir. ZnO ve CdO numuneleri Al ve Fe katkı maddeleri ile katkılandırılmıştır. Hazırlanan numunelerin yapısal, elektriksel ve optiksel özellikleri X-ışını difraksiyonu, Atomik Kuvvet Mikroskobu, optik absorpsiyon metodu ve elektriksel ölçümlerle karakterize edilmiştir.Elde edilen XRD sonuçları katkısız ve katkılı ZnO ve CdO numunelerinin sırasıyla hegzagonal ve kubik yapıya sahip olduğu görülmüştür. ZnO ve CdO numunelerinin tane boyutu XRD sonuçlarıyla hesaplanmış ve tane boyutunun Al ve Fe katkı maddeleri ile değiştiği bulunmuştur. Numunelerin yüzey analizi Atomik Kuvvet Mikroskobu ile belirlendi. Hazırlanan numunelerin yüzey morfolojisi, tanelerin ortalama boyutu, alanı ve hacmi AFM ile değerlendirilmiştir.Numunelerin optik band aralıkları optik absorpsiyon metodu ile hesaplanmış ve sonuçlar ZnO ve CdO numunelerin doğrudan band yapısına sahip olduğunu göstermiştir. Al ve Fe katkı maddeleri numunelerin optik band aralıklarını değiştirmiştir. Ayrıca numunelerin elektriksel iletkenliği sıcaklığın fonksiyonu olarak ölçülmüştür. Numunelerin elektriksel iletkenliğinin sıcaklıkla arttığı görülmüş ve bu durumda katkısız ve katkılı ZnO ile CdO numunelerin yarıiletken özelliğe sahip olduklarını doğrulamıştır.

Abstract:
This thesis study has been included the structural and semiconducting properties of semiconductor materials based on Zinc oxide and Cadmium oxide prepared by Sol Gel method. The ZnO and CdO samples have been doped by Al and Fe dopants. The structural, electrical and optical properties of the samples prepared have been characterized by X-ray diffraction, Atomic Force Microscopy, optical absorption method and electrical measurements. The obtained XRD results indicate that the undoped-doped ZnO and CdO samples have the hexagonal structure and cubic structure, respectively. The grain size for ZnO and CdO samples was calculated from XRD results and it was found that the grain size changes with Al and Fe metal dopants. The surface analysis of the samples was determined by Atomic Force Microscopy. The surface morphology, mean size, area and volumes of the grains of prepared samples were evaluated by AFM. The optical band gaps of the samples were calculated using optical absorption method. The optical results show that the ZnO and CdO samples have direct band gap nature. Al and Fe dopants change the optical band gap of the samples. The electrical conductivity of the samples was also measured as a function of temperature. The electrical conductivity of the samples increases with increasing temperature and this confirms that the undoped-doped ZnO and CdO samples have the semiconducting behaviour.