Cdo: f filmlerinin üretimi ve karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada II-VI grup ikili bileşiklerinden olan CdO yarıiletken filmleri ultrasonik kimyasal püskürtme tekniği ile 300 ±5°C taban sıcaklığında üretilmiştir ve CdO yarıiletken filmlerinin fiziksel özelliklerine Flor elementi katkısının (%1, %2, %3, %4, %5) etkisi araştırılmıştır. CdO:F filmlerinin spektroskopik elipsometri ölçümlerinden kalınlıkları belirlenmiş ve bazı optik parametreleri (sönüm katsayısı ve kırılma indisi) saptanmıştır. Elde edilen filmlerin X-ışını kırınım desenleri incelendiğinde tüm filmlerin polikristal yapıda oluştuğu ve %1 F katkı oranının yapısal özellikleri iyileştirmek açısından en iyi katkı oranı olduğu sonucuna ulaşılmıştır. CdO:F yarıiletken filmlerinin optik özellikleri incelenmiş, direkt bant geçişine sahip oldukları saptanmış ve ayrıca 2.40eV-2.56eV arasında yasak enerji araklıklarına sahip oldukları belirlenmiştir. Atomik Kuvvet Mikroskobu (AKM) ile filmlerin üç boyutlu yüzey topografileri ve faz görüntüleri alınmıştır. Bu görüntülerden taneli yapılanmanın varlığı dikkati çekmiştir. Filmlerin elektriksel iletkenlik ve özdirenç değerlerini belirlemek amacıyla iki uç metodu kullanılmıştır. Bunun sonucunda %1 oranında F katkısının en yüksek iletkenlik değerini verdiği gözlenmiştir. Tüm sonuçlar opto elektronik endüstrisi ve fotovoltaik güneş pili uygulamaları açısından değerlendirilmiş ve F katkısının her bir fiziksel özellik üzerinde önemli bir etki yarattığı belirlenmiştir.

In this work, CdO films which belong to II-VI group binary compounds have been produced by Ultrasonic spray pyrolysis (USP) technique at the substrate temperature of 300±5°C and the effect of F doping (at 1%, 2%, 3%, 4% and 5 %) on the physical properties of CdO semiconductor films has been investigated. Thicknesses and some optical parameters such as refractive index and extinction coefficient have been determined by spectroscopic ellipsometry. X-ray diffraction studies showed that all of the films have polycrystalline structure and F doping at 1 % made the best improvement in point of view of the structural properties. Optical properties have been investigated and CdO:F films were found to have direct band structure with band gap values between 2.40eV and 2.56eV. Three dimensional surface topography and phase images of the films have been taken by atomic force microscope (AFM). Existence of a granular structure on the surface has been noticed. Two probe method has been used to determine the electrical conductivity and resistivity values of the films. It has been seen that electrical conductivity values are high for F doping at 1 %. 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 F doping has a noticeable affect on each physical property.