Gözenekli silisyumun elektriksel ve optik özellikleri

Abstract

ÖZET Bu çalışmada, n ve p-tipi tek kristalli silisyum katmanlarının elektrokimyasal anodizasyonu ile gözenekli silisyum elde edilmiştir. Elde edilen gözenekli silisyum örneklerin kalınlıkları yaklaşık 10-30um arasındadır. Gözenekli silisyum filmler üzerine UV ışık düşürüldüğünde, gözle görülebilen turuncu fotolüminesans gözlendi, örneklerin fotolüminesans şiddetlerinin dalga boyuna bağlı değişimleri ölçüldü ve örneğe tavlama verilerek fotolüminesans şiddetinin nasıl değiştiği incelendi. Gözenekli silisyumun optik özelliklerinin incelenmesi için örnek yüzeyinden ince bir film tabakası ayrıldı. Filmlerin uzun dalga boylarındaki optik spektrumlari (T=f(v)) Fourier Transform Infrared (FTIR) spektroskopisinde elde edildi. Bu eğrilerden filmlerin yansıma ve soğurma katsayıları hesaplandı. Filmlerin soğurma katsayılarının tavlamaya bağlı değişimlerini incelemek için, filmlere farklı sıcaklıklarda tavlama verilerek, T=f(v) eğrileri tekrar alındı ve tavlamanın gözenekli silisyumun yapısını nasıl etkilediği incelendi. Kısa dalga boylarındaki optik spektrumlari da elde edilerek tek kristalli ve gözenekli silisyumun band aralıkları hesaplandı. Ayrıca, tavlamanın geçirgenliğe etkisi de incelendi. Örneklerin karanlık ve aydınlıktaki akım-gerilim karakteristikleri incelenerek doyma akımının sıcaklıkla değişimi, 0B engel yüksekliği ve n ideallik faktörü hesaplandı. Aynı zamanda, gözenekli silisyumun özdirenci de elde edildi. vm

ABSTRACT In this work, porous silicon has been obtained by electrochemical anodization of single crystal silicon wafers of both n and p type. The thicknesses of the samples are around 10- 30(j,m. When some ultraviolet light is shed on the porous silicon films, it has been observed that it emits visible orange photoluminescence. The variations in the photoluminescent intensities of the samples depending on the wavelength have been measured and the way the intensity of the photoluminescence changes examined as a result of the annealing of the sample. A thin film layer has been separated from the surface of the sample in order to explore the optical characteristics. The reflection and absorption coefficients of the films have been calculated from the long wavelength optical spectra of the films (T=f(v)) in the Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy. To investigate the variations of the absorption coefficients of films depending on the amount of annealing, the curves T=f(v) have been obtained by annealing the films at different temperatures and how annealing effects the structure of the porous silicon examined. Having achieved the optical spectra in short wavelengths, the band gaps of both single crystal and porous silicon samples calculated and the effect of annealing on the transmission examined. After the investigation of the current- voltage characteristics of the samples with or without light, the variation of the saturation current with temperature, the barrier height 3>b and ideality factor n have all been calculated and at the same time the resistivity of the porous silicon found. IX