Cu/CdS/Sn02 /In-Ga yapısının akım iletim mekanizmalarının incelenmesi
On the mechanism of current-transport in Cu/CdS/SnO2/In-Ga structures
Yazar: HATİCE BAYRAK
Danışman: DOÇ. DR. EMİN BACAKSIZ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Seri direnç = Series resistance ; Tünelleme = Tunelling

Özet:
Bu çalışmada, kalay oksit kaplı altlıklar üzerine termal buharlaştırma yöntemi kullanılarak büyütülen CdS ince filmlerin elektriksel, yapısal ve optik özellikleri incelendi. X-ışını kırınım deseni çalışması, CdS ince filmlerin (111) yansıma düzlemleri doğrultusunda kübik yapıda büyüdüğünü gösterdi. Cu/CdS/SnO2/In-Ga yapısının I?V karakteristikleri, 130 ile 325 K sıcaklığı aralığında araştırıldı. Termoiyonik emisyon (TE) akım mekanizmasına temellendirilmiş yarı-logaritmik ln(I)-V karakteristikleri, sıcaklık arttıkça idealite faktöründe (n) azalma ve sıfır besleme engel yüksekliğinde (?Bo) artma olduğu görüldü. 130 K'de ölçülen I-V değişim eğrisinden n, I0 ve ?Bo değerleri sırasıyla 8,98, 7,6 x 10-8 A ve 0,29 eV olarak hesaplandı. ln(Io/T2)-q/kT Richardson eğrisinin enerji ile lineer değişmediği tespit edildi. Doğru besleme akımı I'nın Io(T)exp(AV) ile orantılı olarak değiştiği görüldü. A sabiti [ln(I)-V eğrisinin eğimi], uygulanan voltaj ve sıcaklıktan neredeyse bağımsız, ancak Io(T) sıcaklığın zayıf bir fonksiyonudur. Bu sonuçlar, Cu/CdS/SnO2/In-Ga yapısındaki yük taşıma mekanizmasının, arayüzey durumları/tuzaklar arasındaki veya arınma bölgesinde bulunan dislokasyonlardan geçen tünelleme sonucu gerçekleştiğini gösterir. Buna ek olarak, voltaja bağlı Ri değerleri her bir sıcaklık için Ohm yasası kullanarak doğru ve ters besleme I-V karakteristiklerinden elde edildi.

Abstract:
The structural and optical properties of CdS films deposited by evaporation were investigated. X-ray diffraction study showed that CdS films were polycrystalline in nature with zinc-blende structure and a strong (111) texture. The study has been made on the behavior of Cu/n-CdS thin film junction on SnO2 coated glass substrate grown using thermal evaporation method. The current-voltage (I-V) characteristics of Cu/CdS/SnO2/In-Ga structures have been investigated in the temperature range of 130-325 K. The semi-logarithmic lnI-V characteristics based on the Thermionic emission (TE) mechanism showed a decrease in the ideality factor (n) and an increase in the zero-bias barrier height (?Bo) with the increasing temperature. The values of n and ?Bo change from 8,98 and 0,29 eV ( at 130K) to 3,42 and 0,72 eV ( at 325 K), respectively. The conventional Richardson plots of the ln (Io/T2) vs q/kT show nonlinear behavior. The forward bias current I is found to Io(T)exp(AV), where A is the slope of ln(I)-V plot and almost independent of the bias voltage and temperature, and Io(T) is relatively a weak function of temperature. These results indicate that the mechanism of charge transport in the SnO2 /CdS/Cu structure in the whole temperature range is performed by tunneling among interface states/traps or dislocations intersecting the space-charge region. In addition, voltage dependent values of resistance (Ri) were obtained from forward and reverse bias I-V characteristics by using Ohm?s Law for each temperature level.