CdS filmlerinin kimyasal banyo birikimi yöntemi ile elde edilmesi ve optik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

ÖZET Bu çalışmada kimyasal banyo birikimi yöntemi kullanılarak kalınlıkları 150-500. nm. arasında değişen kadmiyum sülfür (CdS) filmleri elde edildi. Kaplamalar yapılırken, bileşenlerin çözeltilerinin karıştırılma sıra ve sıcaklıkları değiştirilerek düzgün, tekrarlanabilir filmlerin elde edilmesine çalışıldı. En iyi filmler, deneme-yanılma yöntemi ile amonyak ve tiyoüre'nin oda sıcaklığında karıştırılmasından sonra 45°C'de kadmiyum sülfat ilavesi ile elde edildi. 9 0°C'de 30 dakikalık kaplama süresinde oluşan 310 nm. kalınlığındaki filmlere, daha sonra ısıl işlem uygulandı. 90 - 350 C'lik sıcaklık aralığında havada 1 saat tavlanan filmler hızlı ve yavaş soğumaya bırakıldılar. 400-900 nm.'lik dalga boyu aralığında optik geçirgenliği incelenen bu filmlerde, tavlama sıcaklığı ve soğuma koşullarına bağlı olarak optik geçirgenliğin değiştiği gözlendi. Bu çalışma ile, op tik geçirgenliğin en büyük değerini 150 C'deki tavlama sıcak lığı ve yavaş soğuma halinde aldığı belirlendi./Ayrıca 1,5 yıllık bir zaman sürecinde, filmlerin optik geçirgenliğinin değişimi incelendi. Yaşlanmada film kalınlığı ve tavlama şartlarının etkili olduğu görüldü. Kalınlığı 150-480 nm. aralığında değişen tavlanmamış üç film için, kırılma ve söndürme indisi değerleri, optik geçirgenlik katsayısı değerlerinden nümerik analiz yön temi ile bilgisayarla hesaplandı ve 400-900 nm. dalga boyu aralığındaki eğrileri çıkarıldı. Yine aynı dalga boyu aralığı için filmlerin absorpsiyon katsayıları hesaplanarak eğrileri çizildi. Temel absorpsiyon kesim frekansından, yasak ? enerji aralıkları ve bunlar üzerinde yapılan hatalar tablo da görüldüğü gibi hesaplandı. Filmlerin X ışınları difraktometresi ile yapılan yapı analizlerinde; zayıf kristalitlerden oluştukları ve (Clll) düzleminde tercihli yönlenme gösterdikleri gözlendi.

SUMMARY In the present work, Cadmium Sulfide (CdS) film were prepared by chemical bath deposition techniques. The thickness of the films varied between 150-500 nm. Smooth and reoeating films were tried to be obtained by changing temperature and order of the mixture of various reactants. Using trial and error methods, the best films were obtained by mixing amoniac (NH3) and thiourea (NH2)2CS in room temperature. This mixture was heated up to 4 5°C and than cadmium sulfate (CdSO^) was added to it. Later, those films of 310 nm. thick were annealed where they were obtained in 30 min. at 90°C. The films annealed on a hour in air between 90°C and 350°C were left for fast and slow cooling. Optical transmission of these films were investioated between the wavelength of 400-900 nm. It was observed that the change of optical transmission was depending on the annealing temperature and cooling conditions. With thepresent work it was found that the largest value of optical transmission were reached at the annealing temperature of 150°C by slow cooling. In addition, the variation of optical transmission of the films were investigated for the period of 1,5 year. Thickness of the films and conditions of the annealing were found to be effective factors for aging. The refractive indices and exctinction coefficients were calculated for the films between the thickness of 150-4 80 nm. The calculations were made from the optical transmission coefficients by numerical analysis using a computer program and their curve were obtained for the wavelength of 400-900 nm. Absorption coefficients of the films of the same wavelength were calculated and plotted. Forbidden band gaps and their errors determined from the fundamental absorption threshold frequency are shown in the table. Structural analysis showed that the films were composed from weak crystallines and they show (Clll) orientation.