Reaktif buharlaştırma tekniğiyle hazırlanan SnOx ve Sn-SnOx ince filmlerinin elektrik özellikleri

Abstract

Çalışmada reaktif buharlaştırma tekniğiyle 4x10 torr hava ve oksijen atmosferinde hazırlanan saf SnO ve içinde metalik kalay parçacıkları bulunan sermet yapıdaki Sn-SnO filimlerinin elektrik özellikleri taşıyıcı sıcaklığı ve konsantrasyona bağlı olarak ince lendi, örneklerin akım-volta.i karakteristikleri, elektrik iletkenlikleri, dielektrik özellikleri ve akım geçiş mekanizmaları belirlendi. Sonradan yapılan ısıl işlemin bu özelliklere etkisi araştırıldı. Saf SnOx fil imleri ısıtılmamış ve 200°C ye kadar değişen farklı sıcaklıklarda ısıtılmış taşıyıcılar üzerine ortalama 430 A° kalınlığında hazırlandı. Başlangıçta, saydam yalıtkan özellik gös teren örneklere, sonradan uygulanan ısıl işlemin elektrik iletkenliği arttırdığı gözlendi. Sn-SnO sermet filimleri ısıtılmamış ve 100° C taşıyıcı sıcaklıklarında hazırlandı. Isıtılmamış taşıyıcılar üzerine hazırlanan örnekler I-V karakteristikleri bakımından düşük (C <% 40) ve yüksek (C >>% 40) iki konsantrasyon bölgesine ayrıldı. Düşük konsantrasyonu örnekler eşik tipi anahtarlama (threshold switching), yüksek konsantrasyonlu örnekler ise amorf yarı-iletken özelliği gösterdi. 100°C sıcaklığında hazırlanan örnekler düşük (C < % 27), kritik (C= % 27) ve yüksek (C ^> % 2.7) olmak üzere Uç konsantrasyon bölgesine ayrıldı. Alçak ve yüksek konsantrasyonlu Örnekler amorf yarı-iletken karakteristiği, kritik konsantrasyonlu örnek ise eşik tipi anahtarlama özelliği göstermektedirler.Yapılan I-V ölçülerinin analizinden, taşıyıcı sıcaklığın dan bağımsız olarak iletkenliğin üç farklı yasaya uyduğu Ohm Yasası, uzay yük sınırlayan akım akışı (S.C.L.C.) ve Poole-Frenkel Mekanizması, ancak örneklerde konsantrasyonun artmasıyla Ohm Yasasının baskın duruma geçtiği sonucuna varılmaktadır.

SUMMARY In this study the electrical properties of the thin films of pure SnO were prepared using reactive evaporation technique -4 at 4 x 10 torr atmospheric pressure and Sn-SnO with a piece of metallic tin were investigated according to the temperature of substrate and concentration. Current-voltage characteristics of the samples, electrical conductivity, dielectric properties and the mechanism of current passage were obtained. The effect of heat treatment which was done after the prepration of the samples on above properties was investigated. Pure SnO films were evaporated on non-heated and heated A substrates up to the temperature of 200 C variably. Films with an average thickness of 430 A0 were obtained. The samples had transperant properties at the beginning, but it was observed later that the heat applications had increased the electrical conductivity. Sn-SnO Cermet Films were prepared on non-heated and heated substrate up to 100 C. Non-heated samples were seperated into two concentration regions: low (C < % 40) and high (C > % 40) according to I-V characteristics. Samples with low concentration have showed threshold switching and samples with high concentration have showed amorphous semiconductor property. The samples which were prepared at 100°C temperature were seperated into three concentration regions: low (C < % 27 critic (C = % 27) and high (C > % 27). Samples with low and high concentration show amorphous semiccnductor properties,and samples with critical concentration show threshold switching properties. From the analysis of the measurements of I-V; the conductivity agrees with the three different laws [ Ohm law, Space-Charge-Limited Current (S.C.L.C.), and Poole Frenkel Mechanism ]. However, when the concentration of the samples increases, Ohm law dominates.