Ultrasonik püskürtme yöntemi ile üretilen Y:SnO2 nanoyapılı filmlerin fiziksel özelliklerinin belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada, (100) yönelimine sahip ve özdirenci 1-10 Ω-cm olan p-Si alttaş kullanıldı. Kalay oksit (SnCl2.2H2O, Tin (II) chloride dihydrate) numunesinin 5x10-2 molarlık (1.64 gram) çözeltisi 150 mL isopropanol (C3H8O, 2-Propanol) kullanılarak hazırlandı. Katkı maddesi olan itriyum (YCl3.6H2O, Yttrium (III) chloride hexahydrate) numunesinin 1x10-2 molarlık (0.15 gram) çözeltisi için 50 mL deiyonize su kullanıldı. Cam ve p-Si alttaşlar üzerine kaplanacak ince filmler sırasıyla % 0, % 1, %0 2, % 3, % 5 katkılı olacak şekilde hazırlandı. Hazırlanan numunelerin yasak enerji band aralığı, optik metod yardımı ile 3.8 eV mertebesinde belirlendi. Diyot yapımı için yüksek vakum ortamında gümüş metali termal buharlaştırılarak Ag/YSnO2/p-Si yapısı elde edildi. Üretilen Ag/YSnO2/p-Si diyotlarının oda sıcaklığında karanlık ortamda 100 mW/cm2 ışık şiddeti altında I-V ölçümleri alındı. Işığa duyarlılığın yok denecek kadar az olduğu gözlemlendi. Akım-gerilim (I-V) ve kapasitans-gerilim (C-V) ölçümleri yapıldı. Elde edilen I-V grafiğinde diyot doğrultucu özellik gösterirken; ortalama idealite faktörü ve ortalama engel yüksekliği değerleri sırasıyla 4.03 ve 0.505 eV olarak belirlendi. Norde fonksiyonları yardımıyla ortalama seri direnç değerleri 25.02 Ω olarak hesaplandı. C-V ölçümleri 0.1-2 MHz aralığında alındı ve C-2-V grafikleri yardımıyla engel yüksekliği hesaplandı ve diğer bulgularla karşılaştırıldı. Üretilen yapının sahip olduğu özellikler sayesinde elektronik uygulamalarda kullanılabileceği gösterilmiş oldu.

In this study, p-Si substrate with (100) orientation and 1-10 Ω-cm of resistivity was used. 5x10-2 molar (1.64 grams) solution of tin oxide (SnCl2.2H2O, Tin (II) chloride dihydrate) sample was prepared by using 150 mL isopropanol (C3H8O, 2-propanol). 50 mL of deionized water was used for the 1x10-2 molar (0.15 gram) solution of the yttrium (YCl3.6H2O, Yttrium (II) chloride hexahydrate) for dopping. Thin films which are coated on glass and p-Si substrates were prepared to be 0 %, 1 %, 2 %, 3 %, 5 %, respectively. The forbidden energy band gap of the prepared samples was determined with the help of the α(hν)2-hν graph at order 3.8 eV. For the diode construction, the silver metal was thermally evaporated in a high vacuum environment to obtain the Ag / YSnO2 / p-Si structure.I-V measurements of the produced Ag / YSnO2 / p-Si diodes were taken under the light intensity of 100 mW / cm2 in the dark environment at room temperature. It was observed that the sensitivity of the light was negligible. Current-voltage (I-V) and capacitance-voltage (C-V) measurements were performed. When the obtained I-V graph shows diode rectifier characteristic; the average ideal factor and the average barrier height values were determined as 4.03 and 0.505 eV, respectively. By using Norde functions, the average series resistance values were calculated as 25.02 Ω. C-V measurements were taken at 0.1-2 MHz and the barrier height was calculated by using C-2-V graphs and compared with other indications. It has been shown that the produced structure can be used in applications such as electronics.