Kobalt oksit filminin püskürtme yöntemiyle elde edilmesi ve bazı fiziksel özelliklerinin incelenmesi
Investigation of some physical properties of cobalt oxide films produced by spray pyrolysis technique
Yazar: HALİL EŞGİN
Danışman: DOÇ. DR. EVREN TURAN ; DOÇ. DR. BURCU ERDOĞAN ALVER
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada, Co3O4 yarıiletken filmleri püskürtme yöntemiyle, cam tabanlar üzerine elde edilmiştir. Filmler, 50 ºC'lik adımlarla 300 ºC'den 450ºC'ye kadar değişen taban sıcaklıklarında üretilmiştir. Co3O4 filmlerinin yapısal, optik ve elektriksel özellikleri araştırılarak taban sıcaklığının elde edilen filmlere etkisi incelenmiştir. Elipsometre ölçümleri ile Co3O4 filmlerinin kalınlıkları 600 nm civarında bulunmuştur. X-ışını kırınım desenlerinden numunelerin polikristal yüzey-merkezli kübik yapıda oldukları belirlenmiş, örgü sabiti ve tanecik boyutları hesaplanmıştır. Numunelerin kristalcik boyutları 300ºC, 350ºC ve 400ºC taban sıcaklıkları için sırasıyla 55 nm, 56 nm ve 54 nm olarak hesaplanmıştır. Yüzey morfolojisi alan emisyonlu taramalı elektron mikroskopu (FESEM) kullanılarak incelenmiştir. Filmlerin optik bant aralıkları 190-3300 nm dalgaboyu aralığındaki absorbans ölçümlerinden bulunmuştur. Co3O4 filmlerinin direk bant geçişine sahip olduğu, yasak enerji aralıklarının Eopt1=1,77-2,13 eV ve Eopt2=1,41-1.48 eV aralıklarında olduğu belirlenmiştir. Sıcak uç yöntemi kullanılarak filmlerin p-tipi elektriksel iletkenliğe sahip olduğu belirlenmiştir. Düzlemsel yapıdaki numunelerin elektriksel özellikleri karanlıkta, oda sıcaklığında 0,01 V– 100 V aralığında gerilim uygulanarak ölçülmüştür.

Abstract:
In this study, Co3O4 semiconductor films have been deposited onto glass substrates by spray pyrolysis method. Films have been produced at different substrate temperatures that ranging from 300 °C to 450 °C in 50 °C steps. Effect of substrate temperatures on the deposited films have been examinated via studying structural, optical and electirical properties of the films. The thicknesses of the Co3O4 samples have been determined to be about 600 nm by ellipsometer measurements. X-ray diffraction spectra have revealed that the samples were polycrystalline with face-centered cubic phase. Lattice constant and crystallite size of the films were calculated by means of x-ray diffraction spectra. The crystallite size of the samples was estimated to be 55, 56, and 54 nm at 300 °C, 350 °C and 400 °C substrate temperatures, respectively. Surface morphology was investigated using field emission scanning electron microscopy (FESEM). The optical band gap values of the films were evaluated from the absorbance measurements in the wavelength range 190–3300 nm. Co3O4 samples have direct band gap with the band gap values varying between Eopt1=1.77-2.13 eV and Eopt2=1.41-1.48 eV. The type of the electrical conductivity of the films has been determined to be p-type characteristic using hot probe method. The electrical properties of the samples having planar structures have been measured in dark at room temperature by applying the voltage values between 0.01 and 100 V.