Opto-elektronik uygulamalarda kullanılabilecek katkısız ve al katkılı ZnO filmlerinin üretilmesi

Abstract

Günümüzde teknolojik araştırmalar; maliyeti düşük, iyi kalitede ve lüminesans verimi iyileştirilmiş alternatif ZnO yarıiletken filmleri üzerine odaklanmış durumdadır. Bu çalışmada, farklı oranlarda Al katkılı ZnO filmlerinin üretilmesi ve elde edilen filmlerin elektrik, optik, yapısal, yüzeysel ve lüminesans özelliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, ZnO filmleri diğer pek çok üretim yöntemi ile kıyaslandığında daha ekonomik ve uygulaması kolay olan ultrasonik kimyasal püskürtme yöntemi ile 35050C taban sıcaklığında ve üç farklı Al katkı oranında üretilmiştir. ZnO:Al filmlerinin kristal yapısı ve tercihli yönelimleri gibi yapısal özellikleri, x-ışını toz kırınım tekniği kullanılarak incelenmiştir. ZnO:Al filmlerinin kalınlıkları ve optik sabitleri Spektroskopik Elipsometri ile belirlenmiştir. UV-VIS spektrofotometre cihazı ile filmlerin geçirgenlik ve soğurma spektrumları alınmıştır ve optik bant aralıkları hesaplanmıştır. Filmlerin yüzey morfolojileri atomik kuvvet mikroskobu ile ve lüminesans özellikleri ise Floresans Spektrometre Cihazı ile incelenmiştir. Sonuç olarak, ekonomik ve kolay olarak üretilebilen ZnO:Al filmlerinin opto-elektronik uygulamalarda kullanım potansiyeli araştırılmıştır.

Today, technological investigations are focused on ZnO semiconducting films with low cost, good quality and having improved luminescence efficiency. In this work, production and electrical, optical, surface, structural and luminescent characterization of Al doped ZnO films has been aimed. With respect to this aim, ZnO films have been deposited at 35050C substrate temperature by Ultrasonic Spray Pyrolysis technique which is economic and feasible when compared to other various deposition techniques. Structural properties of ZnO films such as crystalline structure and preferential orientation have been investigated by x-ray powder diffraction technique. Thicknesses and optical constants of ZnO:Al films have been determined by spectroscopic ellipsometry. Transmittance and absorbance spectra have been taken by UV-VIS spectrophotometer and optical band gap values have been calculated. Surface morphology of the films has been investigated by atomic force microscopy and luminescent properties have been examined by fluorescence spectrometer. Finally, application potential of ZnO:Al films in opto-electronic applications has been investigated.