He-Cd laser kaynağı kullanarak II-VI bileşenlerinden bulk ve kolloid haldeki bazı yarıiletken malzemelerin farklı sıcaklıklardaki fotolüminesans yayınımlarının incelenmesi

Abstract

He-Cd LASER KAYNA?I KULLANARAK II-VI BİLEŞENLERİNDEN BULK VE KOLLOİD HALDEKİ BAZI YARIİLETKEN MALZEMELERİN FARKLI SICAKLIKLARDAKİ FOTOLÜMİNESANS YAYINIMLARININ İNCELENMESİ ÖZET Anahtar Kelimeler: Yarıiletken Kristaller, Kolloidal Yarıiletkenler, Fotolüminesans II. ve VI. grup elementlerinden elde edilen II-VI yarıiletken bileşikler hakkında günümüzde önemli çalışmalar bulunmaktadır. Optik ve elektriksel özellikleri açısından elektronik endüstrisinde özellikle fotoelektrik, fotovoltaik ve optoelektronikle ilgili alanlarda geniş ölçüde kullanılan bu bileşenler, nükleer mühendislik uygulamalarında da IV. grup yarıiletken malzemelerden germanyuma karşı üstünlük kazanmaktadır. Element halindeki yarıiletken malzemelere karşı daha ucuz ve daha kolay metodlarla elde edilebilen II-VI bileşenlerinin optik özelliklerinin araştırılması, laser ve bilgisayar teknolojisinin bu alanda kullanılmasıyla daha fazla hız kazanmıştır. Bulk ve kuantum boyutlu kolloidal durumdaki II-VI bileşenlerinden oluşan yarıiletken malzemeler son yıllarda katıhal elektroniğinin en önemli araştırma konularından birisi olmuştur. Bu çalışmada, bulk haldeki CdS, ZnS:Li, ZnS:Ga, ZnS:Cu, ZnS:Al-Cu yarıiletken numuneler, buhar fazı kristal büyüme tekniği ve kolloidal CdS çözeltisi Su/AOT/Heptan yöntemiyle üretilmiştir. Bu yarıiletken malzemelerin fotolüminesans yayınımlarını belirlemek amacıyla düşük sıcaklık kristatı, faz detektörü, optik kesici, optik filitre, bilgisayar kontrollü ve kırınım ağı tabanlı spektroskopi, fotoçoğaltıcı tüp ve He-Cd laser kaynağı kullanılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda; bulk haldeki yarıiletken malzemelerin sıcaklığa bağlı fotolüminesans yayınımları elde edilmiş ve yayınım spektrumlan incelenmiştir. Deney sonucunda sıcaklık değişiminin yarıiletken malzemelerin lüminesans yaynım şiddetinde önemli değişmelere neden olduğu gözlenmiştir. Ayrıca kolloidal CdS çözeltisinin sıvı helyum sıcaklığından oda sıcaklığına kadar farklı sıcaklıklardaki fotolüminesans yayınımları elde edilerek, çözeltinin lüminesans band şiddetlerinde sıcaklığa bağlı önemli değişmeler olduğu görülmüştür. XII

AN INVESTIGATION OF PHOTOLUMINESCENCE EMISSIONS AT DIFFERENT TEMPERATURES OF SOME BULK AND COLLOIDAL SEMICONDUCTORS FROM II-VI COMPOUNDS USING A He-Cd LASER SOURCE SUMMARY Keywords: Semiconductor crystallites, colloidal semiconductors, photoluminescence. There have been recent studies of II-VI semiconductor compounds which are produced by II. and VI. group elements. These compounds are being widely used in electronic industry today especially in photoelectric, photovoltaic and optoelectronic areas because of their optical and electrical properties and also in nuclear engineering they are becoming more preferable than germanium from group IV elements. II-VI compounds are cheaper and can be obtained by easier methods than by elemental semiconductors and the study of them have gained more prominence and speed with the introduction of laser and computer technologies into this field. Bulk and quantum-sized semiconductor materials which are made of of II-VI compounds have become one of the most important research subjects in solid state electronics. In this study, bulk semiconductor samples of CdS, ZnSe.Li, ZnS:Li, ZnS:Ga, ZnS:Cu, ZnS:Al-Cu and colloidal CdS solution have been obtained with the use of describe photoluminescence emission of these semiconductor samples, low temperature crystat, phase sensitive detectors, chopper, filter and computer-controlled and grating-based spectrometer, photomultiplier tube and He-Cd laser source have been utilized. At the end of the experiments it was observed that temperaure variations caused considerable changes in the intensity of luminescence emissions of semiconductor materials. Besides, photoluminescence emissions of colloidal CdS solution at different temperatures from liquid helium temperature to room temperature were obtained and significant changes of band intensities of photoluminescence emissions of the solution with respect to temperature were observed. XM