Benzotiyazol ve maleonitril içeren organik arayüzey tabakalı Schottky diyotların elektriksel karakteristiklerinin ışığa bağlı I-V (akım-voltaj) ölçümlerinden belirlenmesi
​determination of electrical characteristics of Schottky diodes with organic interface layers containing benzothiazole and maleonitrile from light dependent I-V (current-voltage) measurements
Yazar: İBRAHİM ORAL
Danışman: PROF. DR. SERKAN EYMUR
Giresun Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Arşiv = Archive

Özet:
Bu çalışmada, ABTAM organik bileşiği spin kaplama yöntemi kullanılarak p tipi Si alt plaka üzerine ince film şeklinde yayılarak kaplanmıştır. Sonuç olarak Al/ABTAM/p-Si/Al Schottky diyotu üretilmiş ve oda sıcaklığı ortamında diyotun ana elektriksel karakteristikleri, karanlık ve farklı aydınlatma şiddetleri altında yapılan I-V ölçümleri kullanılarak incelenmiştir. Elektriksel parametrelerden biri olan idealite faktörü karanlık ve 100 mW/cm2 için sırasıyla 2,71 ve 1,41 olarak elde edilmiştir. Bir diğer elektriksel parametre olan engel yüksekliği (ɸ𝑏) karanlık ve 100 mW/cm2 için sırasıyla 0,67 eV ve 0,76 eV sonuçları bulunmuştur. Aydınlatma şiddetine bağlı olarak idealite faktörü ve engel yüksekliğinde ters orantılı bir ilişki olduğu açıktır. İdealiteden sapmaya neden olan seri direnç (Rs) etkisinin değerleri Cheung ve Cheung fonksiyonları [dV/d(lnI) ve H(I)] kullanılarak ortaya koyulmuştur. Elde edilen seri direnç değerleri dV/d(lnI)-I ve H(I)-I grafiklerinin eğimlerinden karanlık için sırasıyla 67,84 Ω ve 69,14 Ω, 100 mW/cm2 için 60,93 Ω ve 61,65 Ω olarak bulunmuştur. Diğer etkili sapma sebebi olan arayüzey durum yoğunluğu (Nss) değerleri karanlık için 0,40 -Ev ve 0,62 -Ev aralığında 5,89 x 1012 eV-1cm-2'den 1,54 x 1012 eV-1cm-2'ye, 100 mW/cm2 için 4,25 x 1012 eV-1cm-2'den 3,60 x 1011 eV-1cm-2'ye çeşitlenmiştir. Al/ABTAM/p-Si/Al diyotunun fotovoltaik parametrelerini gösteren açık devre voltajı (Voc) ve kısa devre akımı (Isc) sırasıyla 0,114 V ve 9,118 x 10-6 A değerleri 100 mW/cm2 aydınlatma şiddeti altında elde edilmiştir. Diğer fotodiyot parametrelerini gösteren fotohassasiyet (S), akım iletim mekanizmaları incelenmiştir. Al/ABTAM/p-Si/Al diyotu için sonuçların incelenmesinden sonra diyotun bir fotodiyot özelliği gösterdiği ve optoelektronik alanında kullanılabileceği belirgindir.

Anahtar kelimeler: Aydınlatma şiddeti, Organik bileşik, Schottky diyot

Abstract:
In this study, ABTAM organic compound was spread over p type Si wafer by using sping coating method as a thin film. As a result, Al/ABTAM/p-Si/Al Schottky diode was fabricated and main electrical characteristics of the diode were investigated using I-V measurements in dark and under various illumination intensity at room temperature. The ideality factor (n) values, one of the electrical parameters have been determined to be 2.71, 1.41 for dark and 100 mW/cm2, respectively. The barrier height (ɸ𝑏) values, other electrical parameter, have been found to be 0.67 eV, 0.76 eV for dark and 100 mW/cm2, respectively. It was clear that a relation between ideality factor and barrier height is inversely proportional to each other with respect to the illumination intensity. Values of series resistance effect causing deviation from the ideality was found out by Cheung functions [dV/d(lnI) and H(I)]. Obtained series resistance values for slopes of dV/d(lnI) vs I(A) and H(I) vs I(A) graphs were found as 67.84 Ω ve 69.14 Ω for dark and 60.93 Ω and 61.65 Ω for 100 mW/cm2, respectively. Surface state density (Nss), the other effective reason for the deviation from the ideality has varied from 5.89x1012 eV-1 cm-2 to 1.54 x 1012 eV-1 cm-2 for dark and from 4.25 x 1012 eV-1 cm-2 to 3.60 x 1011 eV-1 cm-2 for 100 mW/cm2 in the range of 0.40 -Ev to 0.62 -Ev , respectively. The open circuit voltage (Voc) and the short circuit current (Isc), reflect for photovoltaic characteristics of the Al/ABTAM/p-Si/Al diode were obtained as 0.114 V and 9.118 x 10-6 A for 100 mW/cm2 illumination intensity, respectively. Also, the other photodiode parameters such as photosensitivity (S) and current conduction as recombination was investigated. After investigation of the results for Al/ABTAM/p-Si/Al diode, it can be seen that the Al/ABTAM/p-Si/Al diode has photodiode characteristic and used at optoelectronic area.

Keywords: Illumination intensity, Organic compound, Schottky diode