Ag:ZnO fotosensörlerin üretilmesi ve elektriksel karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, katkısız ZnO, % 0,5 Ag katkılı ZnO ile % 2 Ag katkılı ZnO ince filmler Sol-jel metoduyla Si alttaşlar üzerine oda sıcaklığında büyütüldü. Elde edilen ZnO ince filmlerin yapısal, elektriksel ve optiksel özelliklerine Ag katkısının etkisi araştırıldı. Numunelerin yüzey özelliği Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ile incelendi. AFM görüntüleri, ince filmlerin nanofiber yapıda olduğunu ve nanofiberlerin alttaşın üzerinde homojen bir şekilde depolandığını gösterdi. Büyütülen ince film numunelerinin elektriksel özelliklerinin incelenmesi amacıyla, Akım-Voltaj (I-V), Kapasitans-Voltaj (C-V) ve Akım-Zaman (I-t) ölçümleri farklı ışık şiddetleri altındaki aydınlatmalarda yapıldı ve numunelerin fotoiletken olduğu görüldü. Hazırlanan ince filmlerin UV ölçümleri yapılarak Geçirgenlik, Soğurma, Yansıma ve Yasak Enerji Aralığı (Eg) grafikleri çizildi. Her üç numunenin de görünür bölgede geçirgen özelliği, 400 nm dalga boyundan küçük dalga boylarında ise soğurma özelliği gösterdiği, yansıma sınırının nano yapıya bağlı olarak daha yüksek dalga boylarına kaydığı belirlendi. Numunelerin geçirgenliği, UV bölgede düşük, görünür bölgede ise % 78-88 Aralığında yüksek olduğu değerlendirildi.

In this work, undoped ZnO, % 0,5 Ag doped ZnO and 2% Ag doped ZnO thin films deposited on Si substrates. Films were produced by Sol-Gel method at room temperature. Ag effect on structural, electrical and optical properties on ZnO thin films were studied. Surface properties of the samples were assessed by using Atomic Force Microscopy (AFM). AFM results revealed that thin films are in nanowire like structure that nanowires spread homogeneously on the substrate. To investigate the electrical properties of the produced thin films, Current – Voltage (I-V), Capacitance – Voltage (C-V), Current – Time (I-t) measurements were made in different illumination intensities. It was seen that samples show photoconductive properties. After the UV investigation of thin films, permittivity, absorbance, reflectivity and band gap energies were calculated. Each sample shows permittivity properties in the visible region; samples show absorption properties in the region where the applied wavelength is smaller than 400nm. Reflecting boundaries were shift to higher boundaries with increased dopant effect. The transmittance of samples was found low in the UV region, but it shows higher characteristics which is between %78 and %88 in the visible region.