n-ZnSe/p-Si ve n-ZnSe/p-Si nano ipliksi hetero yapıların cihaz özelliklerinin incelenmesi
Investigation of device properties ofn-ZnSe/p-Si ve n-ZnSe/p-Si nanowire hetero structures
Yazar: ECEM BOZDOĞAN
Danışman: PROF. DR. SERHAT ÖZDER
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Heteroeklem = Heterojunction ; İnce filmler = Thin films

Özet:
Bu tez çalışmasının amacı n-ZnSe/p-Si ve n-ZnSe/p-Si nano ipliksi hetero yapıların cihaz özelliklerinin incelenmesidir. Bunun için ilk olarak Si nano ipliksi (SiNW) yapıları elde etmek için metal destekli aşındırma (MAE) yöntemi kullanıldı. Bu yöntem ile SiNW yapılar yaklaşık olarak 900 nm uzunluğunda elde edildi ve yüzeyine ısıl buharlaşma yöntemi ile ZnSe ince filmi kaplandı. Oluşturulan n-ZnSe/p-SiNW hetero yapının yapısal, optiksel ve elektriksel özelliklerini karşılaştırmak için, planar Si levha yüzeyi de ZnSe ince filmi ile kaplandı. Kaplama işleminden sonra, ZnSe ince filminin kristal yapısının oluşması ve eklem kusurlarının azaltılması amacıyla n-ZnSe/p-Si ve n-ZnSe/p-SiNW hetero yapılarına tavlama işlemi yapıldı. 
Planar Si, SiNW, n-ZnSe/p-Si ve n-ZnSe/p-SiNW hetero yapıların yapısal karakterizasyonu, EDAX ekipmanı ile donatılmış taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışını kırınımı (XRD) ile gerçekleştirildi. Planar Si ve SiNW yapılar için yansıma, ZnSe ince filmi için geçirgenlik ölçümleri gibi optiksel karakterizasyonlar 300-950 nm dalga boyu aralığında yapıldı. ZnSe ince filminin geçirgenlik ölçümü sonucunda optik bant aralığı literatür değeri olan 2,7 eV'a eşit olarak bulundu. SiNW yapısının geometrisinin, planar Si yapısının geometrisi ile kıyaslandığında daha az yansıma özelliğine sahip olduğu ve güneş pillerinde verimliliği azaltan yansıma sorununa alternatif bir çözüm olabileceği görüldü. Son olarak n-ZnSe/p-Si ve n-ZnSe/p-SiNW hetero yapıların diyot davranışları ve diyot parametreleri karanlık I-V ölçümü ile karakterize edildi. n-ZnSe/p-SiNW hetero yapı için doğrultma faktörü 1,20V'de yaklaşık 140 olarak elde edildi ve n-ZnSe/p-Si hetero yapısı için bir doğrultma faktörü görülmedi. n-ZnSe/p-Si ve n-ZnSe/p-SiNW hetero yapıların idealite faktörü ve seri direnç değerleri sırasıyla, 4,52, 7,26×103 Ω ve 3,12, 4,61×102 Ω olarak hesaplandı. Analiz sonuçlarında 1D SiNW yapısının geometrisinin, planar Si yapıya kıyasla daha fazla diyot özelliği taşıdığı görüldü.

Abstract:
The aim of this thesis study is to investigate of device properties of n-ZnSe/p-Si and n-ZnSe/p-SiNW hetero structures. For this purpose, the firstly metal assisted etching (MAE) method were used to produce Si nanowire (SiNW) structures. With this method, SiNW structures were obtained approximately 900 nm long and the surface was coated with ZnSe thin film by thermal evaporation method. The planar Si surface was coated with ZnSe thin film to compare the structural, optical and electrical properties of the n-ZnSe / p-SiNW hetero structure. After coating process, the n-ZnSe/p-Si and n-ZnSe/p-SiNW hetero structures were annealed in order to form a crystal structure of ZnSe thin film and to reduce junction defects. 
The structural characterization of planar Si, SiNW, n-ZnSe/p-Si and n-ZnSe/p-SiNW hetero structures was realized by scanning electron microscopy (SEM) with EDAX equipment and X-ray diffraction (XRD) equipped. Optical characterizations such as reflection measurements for planar Si and SiNW structures and transmittance measurement for ZnSe thin film were realized in the wavelength range of 300-950 nm. As a result of the transmittance measurement of the ZnSe thin film, the optical band gap was found to be equal to the literature value of 2.7 eV.  It was seen that SiNW geometry has less reflectivity compared to planar Si geometry and it can be an alternative solution to the reflection problem which limits efficiency in solar cells. Finally, diode behaviors and basic diode parameters of the n-ZnSe/p-Si and n-ZnSe/p-SiNW hetero structures were characterized. The rectification factor for the n-ZnSe/p-SiNW hetero structure obtained in this study was about 140 at 1.20V and no rectification factor for the n-ZnSe / p-Si hetero structure was observed. The ideality factor and series resistance values of n-ZnSe/p-Si and n-ZnSe/p-SiNW were calculated as 4.52, 7.26×103 Ω and 3.12, 4.61×102 Ω respectively. The results of the analysis showed that the geometry of SiNW structure was seen that it had more diode properties compared to planar Si structure.