Au/(Co, Zn-katkılı) polivinil alkol/n-Si schottky engel diyotlarının hazırlanması ve elektriksel özelliklerinin aydınlatma şiddetine bağlı incelenmesi
The preparation of Au/polyvinyl alcohol (Co, Zn-doped)/n-Si schottky barrier diodes and the investigation of their electrical characteristics as a function of illumination intensity
Yazar: HABİBE USLU
Danışman: DOÇ. DR. ŞEMSETTİN ALTINDAL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Diyodlar = Diodes ; Elektriksel karakterizasyon = Electrical characterization ; Polivinil alkol = Polyvinyl alcohol ; Schottky engelleri = Schottky barriers ; Seri direnç = Series resistance

Özet:
Au/(Co, Zn-katkılı) Polivinil alkol/n-Si Schottky engel diyotların (SBD) elektriksel karakteristikleri, akım-voltaj (I-V), kapasitans-voltaj (C-V) ve kondüktans-voltaj (G/ ? -V) ölçüm metotları kullanılarak karanlık ve farklı aydınlatma şiddetleri altında oda sıcaklığında incelendi. Doğru ön-gerilim I-V ölçümlerinden idealite faktörü (n), sıfır-beslem engel yüksekliği ( ? Bo), arayüzey durumlarının yoğunluğu (Nss), seri direnç (Rs) ve şönt direnç (Rsh) değerleri hesaplandı ve tüm bu parametrelerin aydınlatma şiddetine oldukça bağlı olduğu gözlendi. Nss' lerin enerjiye bağlı dağılım profilleri doğru ön-gerilim I-V ölçümlerinden, voltaja bağlı etkin potansiyel yüksekliği ( ? e) dikkate alınarak elde edildi. Karanlık ve tüm aydınlatma şiddetlerinde, C-V eğrileri yaklaşık 2,8 V civarında bir pik verdi. Bu davranış Nss' lerin yasak enerji aralığındaki özel bir dağılımına ve polimer arayüzey tabakasına atfedildi. C-2-V eğrileri tüm durumlarda geniş bir voltaj aralığında lineer bir davranış gösterdi. Katkı atomları konsantrasyonları (ND), tüketim tabakasının kalınlığı (WD) ve engel yüksekliği ( ? B (C-V)) bu C-2-V eğrilerinden elde edildi. Buna ilave olarak, voltaja bağlı Nss değerleri, karanlık ve aydınlatma şiddeti altındaki (Cill-Cdark) kapasitans ile Hill-Coleman metotlarından elde edildi. Yapının Rs değerleri; Ohm yasası ve Cheungs fonksiyonları kullanılarak I-V verilerinden ve Nicollian metodu kullanılarak C-V ve G/ ? -V verilerinden elde edildi ve Rs değerleri artan aydınlatma şiddeti ile azaldığı gözlendi. Üç metot kullanılarak elde edilen bu değerler birbirleriyle uyum içindedir. Sonuç olarak, aydınlatma altında Schottky engel diyotun elektriksel özellikleri yalnızca Nss' den değil aynı zamanda Rs' den de etkilenir ve bunlar I-V, C-V ve G/ ? -V karakteristiklerini güçlü bir şekilde etkiler. Bu yüzden, bu iki parametre hesaplamalarda özellikle doğru ön-gerilim koşulu için dikkate alınmalıdır.

Abstract:
The electrical characteristics of Au/Polyvinyl alcohol (Co, Zn-Doped)/n-Si Schottky Barrier Diodes (SBDs) have been investigated by using current-voltage (I-V), capacitance-voltage (C-V) and conductance-voltage (G/ ? -V) measurements in dark and under various illumination intensities at room temperature. The values of ideality factor (n), zero-bias barrier height ( ? Bo), the density of interface states (Nss), series resistance (Rs) and shunt resistance (Rsh) were obtained from the forward bias I-V measurements and all these parameters were found to be a strong function of illumination intensity. The Nss distribution profile as a function of energy (Ec-Ess) was also extracted from the forward bias I-V measurements by taking into account the voltage dependence of the effective barrier heights ( ? e). The C-V plots show that peaks at about 2,8 V are the results of the particular density distribution of interface states (Nss) and interfacial polymer layer. The C-2-V plots give a straight line in a wide bias voltage region for each illumination intensity. The values of doping concentration (ND), depletion layer width (WD) and barrier height ( ? B (C-V)) were obtained from these plots. In addition, the voltage dependent density distribution profile of Nss was obtained from both in dark and under illumination using (Cill-Cdark) capacitance method and Hill-Coleman method. The voltage dependent values of Rs were obtained from Ohm law and Cheungs methods using I-V data and Nicollian methods using C-V and G/ ? -V data and decrease with the increasing illumination intensity. These values obtained from three methods are in agreement with each other. As a result, the electrical characteristics of SBD are affected not only Nss but also Rs under illumination and they strongly influence the I-V, C-V and G/ ? -V characteristics. Therefore, they must be accounted in the calculations especially for the forward bias condition.