Nano boyutlu PbS ve CdS ince filmlerinin elektriksel, optik ve yapısal özelliklerinin belirlenmesi
The determination of electrical, optical and structural characteristics of nano sized PbS and CdS thin films
Yazar: BARIŞ ALTIOKKA
Danışman: PROF. DR. MEVLANA CELALETTİN BAYKUL
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Katıhal Fiziği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: İnhibitör = Inhibitor

Özet:
Bu çalışmada, kimyasal biriktirme yöntemi (KBY) ile farklı tane büyüklüklerinde Kurşun Sülfür (PbS) ve Kadmiyum Sülfür (CdS) ince filmleri cam tabanlar üzerine üretilmiştir. PbS üretilirken, literatürde KBY ile PbS üretilmesinde kullanılmayan, sodyum sülfit kullanılmıştır. Çözeltilerdeki Pb konsantrasyonu atomik absorpsiyon cihazı (AAS) ile ölçülmüştür. Atomik absorpsiyon ölçümlerinden elde edilen veriler ile birlikte PbS oluşumunun kimyasal kinetiği araştırılmıştır. PbS üretilirken çözeltiye sodyum sülfit konulması, reaksiyonun hızını azaltmıştır. Elde edilen PbS ince filmlerinin morfolojik yapısı taramalı elektron mikroskobu (SEM; scanning electron microscope) ile araştırılmıştır. Reaksiyon hızının düşürülmesiyle birlikte PbS ince filmleri yüzeyindeki pinhollerin (pinhole, mikroskobik seyrek gözenekler veya iğne deliği hataları) kaybolduğu görülmüştür. PbS ince filmlerinin kompozisyon analizleri, EDS (Energy Dispersive Spectroscopy) cihazı ile elde edilmiştir. Reaksiyon hızı azaltıldığında, Pb/S oranının bire daha çok yaklaştığı görülmüştür. PbS ince filmlerinin yapısal özellikleri ise X-ışını cihazı (XRD; X-Ray diffraction) ile belirlenmiştir. Elde edilen bütün PbS ince filmlerinin kübik yapıda oldukları anlaşılmıştır. Kimyasal biriktirme yöntemi ile CdS üretilirken, çözeltiler değişken manyetik alan içine konulmuştur. Modifiye bu yöntem, literatürde bulunmamaktadır. Elde edilen CdS ince filmlerinin optik özellikleri UV-Vis (Ultraviolet?visible spectroscopy) cihazı ile belirlenmiştir. CdS ince filmlerinin morfolojik özellikleri atomik kuvvet mikroskobu (AFM; atomic force microscopy) ile araştırılmıştır. Modifiye yöntemle elde edilen CdS ince filmlerinin yüzeyinde pinhollerin oluşmadığı görülmüştür. Elde edilen CdS ince filmlerinin yapısal özellikleri XRD cihazı ile belirlenmiştir. Elde edilen bütün CdS ince filmlerinin kübik yapıda oldukları anlaşılmıştır. Ayrıca modifiye KBY ile elde edilen CdS ince filmlerinde, tane büyüklüklerinin azaldığı ve kristalit büyüklüklerinin arttığı belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, Lead Sulfide (PbS) and Cadmium Sulfide (CdS) thin films with different grain sizes have been produced on glass substrate by using chemical bath deposition (CBD). While PbS was being produced, sodium sulfite that hadn?t been used in CBD and PbS production in literature was used. Pb concentration in solutions has been measured by atomic absorption spectrometer (AAS). With the results that have been investigated from AAS measurements, chemical kinetics of PbS have been investigated. As PbS being produced, adding sodium sulfite decreased the reaction rate. The obtained morphological structure has been investigated by using scanning electron microscopy (SEM). It has been seen that the by increasing the reaction rate, the pinholes on the surface of PbS thin films disappeared. The analyses of PbS films composition have been investigated by energy dispersive spectroscopy (EDS). When the reaction rate has been decreased, it has been observed that Pb/S rate comes close to one more. The structural characteristics of PbS thin films has been determined by X-ray diffractometer (XRD). It has been understood that all of the obtained PbS thin films are in cubic structure. As CdS was being produced by CBD, the solutions were set in variable magnetic field. This modified method doesn?t exist in the literature. The optical features of the obtained CdS thin films have been investigated by using ultraviolet-visible spectrometer (Uv-vis) and their morphological structures have been investigated by atomic force microscopy (AFM). In the results of them, it has been observed that pinholes hadn?t occured. The structural characteristics of CdS thin films has been determined by XRD. It has been understood that all of the obtained CdS thin films are in cubic structure. Also in CdS thin films modified by CBD, it has been detected that the grain sizes had been decreased and the crystallite sizes had been increased.