InSe yarıiletken ince filmlerin cam ve siyah silikon üzerine büyütülerek yapısal ve optiksel özelliklerinin incelenmesi
Growth of inse thin film semiconductor on glass and black silicon substrates investigation of their structural and optical properties
Yazar: CANSU EMİR
Danışman: PROF. DR. SEMA BİLGE OCAK
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tez, cam ve siyah silikon substratlar üzerine InSe ince film yarıiletkenlerinin büyümesini, yapısal ile optik özelliklerini incelemektedir. İnce film yarıiletkenler, fotovoltaik cihazlar, sensörler ve optoelektronik gibi bir dizi gelişmiş teknolojinin önemli bileşenleridir. Bu tez çalışmasında kullanılan siyah silikon substratlar, metal destekli kimyasal aşındırma yöntemi ile elde edilmiştir. Süre kontrollü yapılan bu üretim sayesinde farklı morfolojilere sahip siyah silikonlar elde edilmiştir. Termal buharlaştırma yöntemi kullanarak, cam ve üretilen siyah silikon substratlar üzerine InSe ince film yarıiletkenleri büyütülmüştür. Cam, şeffaflığı ve biriktirme yöntemi ile uyumluluğu nedeniyle ince film büyümesi için çok yönlü ve düşük maliyetli bir platform sağlar. Yüksek yüzey alanına ve benzersiz nanoyapı yüzeyine sahip siyah silikon, ışık tuzağı yeteneklerini ve elektronik özelliklerini geliştirir, bu da onu yüksek verimlilik uygulamaları için cazip bir seçenek haline getirir. Çalışma, büyütülen InSe ince filmlerin yapısal ve optik özelliklerinin kapsamlı bir analizini içerir. Filmlerin yapısal özelliklerini incelemek için X-ışını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı spektrometre (EDX) ve DEKTAK profilometresi gibi teknikler kullanılmıştır. Optik özelliklerini incelemek için UV-Vis spektroskopisi ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Bulgular, belirli uygulamalar için arzu edilen özellikleri elde etmek adına siyah silikon büyüme sürecini optimize etme konusunda literatüre önemli katkılar sunmaktadır. Biriktirme koşulları, malzeme özellikleri ve cihaz performansı arasındaki ilişkileri anlayarak, bu araştırma yeni nesil elektronik ve optoelektronik cihazların geliştirilmesine katkıda bulunmaktadır. Sonuç olarak, bu tez, cam ve siyah silikon substratlar üzerine ince film yarıiletkenlerinin büyümesi ve karakterizasyonu hakkında değerli bilgiler sunar. Bulgular, çeşitli teknolojik alanlarda yüksek performanslı malzemelerin tasarımında ve optimizasyonunda önemli sonuçlar taşımaktadır.

Abstract:
This thesis examines the growth and structural and optical properties of InSe thin-film semiconductors on glass and black silicon substrates. Thin-film semiconductors are crucial components of advanced technologies such as photovoltaic devices, sensors, and optoelectronics. The black silicon substrates used in this thesis study were obtained by the metal-assisted chemical etching method. Different morphologies of black silicon were achieved through this controlled production. InSe thin-film semiconductors were grown on glass and produced black silicon substrates using the thermal evaporation method. Glass is a versatile and low-cost platform for thin-film growth due to its transparency and compatibility with the deposition method. Black silicon, with its high surface area and unique nanostructured surface, enhances light-trapping capabilities and electronic properties, making it an attractive option for high-efficiency applications. The study includes a comprehensive analysis of the structural and optical properties of the grown InSe thin films. Techniques such as X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive spectroscopy (EDX), and DEKTAK profilometry were used to examine the structural properties of the films. UV-Vis spectroscopy measurements were performed to study their optical properties. The findings make significant contributions to the literature on optimizing the black silicon growth process to achieve desired properties for specific applications. By understanding the relationships between deposition conditions, material properties, and device performance, this research contributes to the development of next-generation electronic and optoelectronic devices. In conclusion, this thesis provides valuable insights into the growth and characterization of thin-film semiconductors on glass and black silicon substrates. The findings have important implications for the design and optimization of high-performance materials in various technological fields.