Au/n-GaP/Al ve Au/Klorofil-a/n-GaP/Al yapılarının karakteristik parametrelerinin akım-gerilim, kapasite-gerilim ve fotovoltaik ölçümlerden hesaplanması
Calculation of characteristics parameters of Au/n-GaP/Al and Au/Klorofil-a/n-GaP/Al structures from the current-voltage capacitance-voltage and photovoltaic measurements
Yazar: FİKRİYE ŞEYMA KAYA
Danışman: PROF. DR. SONGÜL DUMAN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Katıhal Fiziği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tezde [100] doğrultusunda büyütülmüş, özdirenci 1,95 Ω.cm olan n-tipi GaP yarıiletkeni kullanılarak Au/n-GaP/Al ve Au/Klorofil-a/n-GaP/Al yapıları üretilmiştir. Klorofil-a çözeltisi kullanılarak spin kaplama yöntemiyle GaP yarıiletkeninin parlak yüzeyi üzerinde ince bir film tabakası oluşturulmuştur. Oluşturulan tabakanın optik soğurma ölçümü ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüsü alınmıştır. Au/n-GaP/Al ve Au/Klorofil-a/n-GaP/Al yapılarının oda sıcaklığında akım-gerilim (I−V), kapasite-gerilim (C−V) ve fotovoltaik ölçümleri alınmıştır. Bu yapılara ait karakteristik parametreler (idealite faktörü, engel yüksekliği ve seri direnç değerleri) hesaplanmıştır. Oda sıcaklığında Au/n-GaP/Al yapısı için idealite faktörü 1,14 ve engel yüksekliği değeri 0,858 eV; Au/Klorofil-a/n-GaP/Al yapısı için idealite faktörü 1,16, engel yüksekliği değeri ise 0,810 eV olarak hesaplanmıştır. Norde fonksiyonları kullanılarak yapılara ait çeşitli parametreler hesaplanmıştır. Norde fonksiyonundan hesaplanan idealite faktörü ve engel yüksekliği değerleri termoiyonik emisyon teorisinden hesaplanan değerler ile uyumlu olduğu görülmüştür. Aynı şekilde her iki yapı için C–V ölçümleri kullanılarak engel yüksekliği, yarıiletkendeki taşıyıcı konsantrasyonu, difüzyon potansiyeli ve Fermi enerji seviyesi değerleri hesaplanmıştır. Işık şiddetine bağlı olarak I−V ölçümleri alınarak, bu ölçümlerden fotovoltaik parametreler hesaplanmıştır. Klorofil-a yapısının fotovoltaik parametreler üzerine iyileştirici bir etkisi olmuştur.

Abstract:
In this thesis, Au / n-GaP / Al and Au / Chlorophyll-a / n-GaP / Al structures were produced using n-type GaP semiconductor with a resistivity of 1.95 Ω.cm and [100] orientation. A thin film layer was formed on the bright surface of the GaP semiconductor by spin coating method using Chlorophyll-a solution. Image of the formed layer were taken by optical absorbance measurement and scanning electron microscope (SEM). The current voltage (I−V), capacitance-voltage (C−V) and photovoltaic measurements were taken at room temperature of Au / n-GaP / Al and Au / Chlorophyll-a / n-GaP / Al structures. Characteristic parameters (ideality factor, barrier height and series resistance values) of these structures were calculated. The ideality factor for the Au / n-GaP / Al structure at room temperature was 1,14, the barrier height was 0,858 eV and the Au / Chlorophyll-a / n-GaP / Al structure was calculated as 1,16 and the barrier height was calculated as 0,810 eV. Various parameters of structures were calculated by using Norde functions. The ideality factor and barrier height values calculated from the Norde function were found to be consistent with the values calculated from the thermoionic emission theory. Similarly, for both structures, the height of the obstacle, the carrier concentration in the semiconductor, the diffusion potential and the Fermi energy level were calculated using C−V measurements. Photovoltaic parameters were calculated from these measurements by taking I−V measurements based on light intensity. Chlorophyll-a structure has a healing effect on photovoltaic parameters.