Günümüzde sürekli gelişen ve yenilikler arayan opto-elektronik teknolojisinde
saydam iletken oksit malzemelere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada n-tipi saydam
iletken grubuna ait olan ZnO filmleri ultrasonik kimyasal püskürtme tekniği ile farklı Ir
katkı oranlarında (%4, %8, %12) elde edilmiştir. Üretilen filmlerin yapısal, optiksel,
yüzeysel ve elektriksel özellikleri incelenerek, Ir katkı elementinin etkisi araştırılmıştır.
ZnO:Ir filmlerinin spektroskopik elipsometre ile kalınlıkları ve bazı optik parametreleri
(sönüm katsayısı ve kırılma indisi) belirlenmiştir. X-ışını kırınım desenlerinden, tüm
filmlerin polikristal yapıda oluştuğu ve %12 Ir katkı oranının yapısal özellikleri
iyileştirmek açısından en iyi katkı oranı olduğu belirlenmiştir. ZnO:Ir filmlerinin optik
özellikleri incelenmiş ve 3.19-3.22 eV arasında yasak enerji araklıklarına sahip
oldukları saptanmıştır. Atomik Kuvvet Mikroskobu ile filmlerin üç boyutlu yüzey
topografileri ve yüzey pürüzlülükleri incelenmiştir. Alan Emisyon Taramalı Elektron
Mikroskobu ile filmlerin yüzey özellikleri incelenmiş ve Enerji Dağılımlı X-ışınları
Spektrometresi ile elemental analizleri yapılmıştır. Filmlerin iletim mekanizmalarını ve
özdirenç değerlerini belirlemek amacıyla iki uç metodu kullanılmıştır. Tüm sonuçlar
opto-elektronik endüstrisi ve fotovoltaik güneş pili uygulamaları açısından
değerlendirilmiş ve Ir katkısının her bir fiziksel özellik üzerinde önemli bir etki yarattığı
belirlenmiştir.
Transparent conducting oxide materials are needed in opto-electronic technology
which is developing and searching for novelty day by day. In this work, ZnO films
which belong to n-type transparent conducting oxide group have been produced by
ultrasonic spray pyrolysis technique at different Ir incorporation rates (4 %, 8 %, 12 %).
The effect of Ir incorporation has been searched by investigating the structural, optical,
surface and electrical properties of the produced films. Thicknesses and some optical
parameters (refractive index and extinction coefficient) have been determined by
spectroscopic ellipsometer. It was determined from X-ray diffraction patterns that all of
the films are polycrystalline and Ir incorporation at 12 % made the best improvement in
point of view of the structural properties. Optical properties have been investigated, and
it was determined that ZnO:Ir films have band gap values between 3.19 eV and 3.22 eV.
Three dimensional surface topography and surface roughness of the films have been
investigated by Atomic Force Microscope. Surface properties of the films have been
investigated by Field Emission Scanning Electron Microscope and elemental analyses
have been made by Energy Dispersive X-ray Spectrometer. Two-probe method has
been used to determine the conduction mechanisms and resistivity values of the films.
All of the results have been appreciated in point of view of optoelectronic industry and
photovoltaic solar cell applications and it has been concluded that Ir incorporation has a
noticeable affect on each physical property.
Keywords: ZnO:Ir, Ultrasonic Spray Pyrolysis Technique, Spectroscopic Ellipsometer,
X-Ray Diffraction, Optical Properties, Atomic Force Microscope, Field Emission
Scanning Electron Microscope (FESEM), Electrical Properties.