Altın ve gümüş nanopartikülleri ile grafen oksit nanokompozitlerin büyütülmesi ve üretilenAu / AuNPs-GO / n-InP AND Ag / AgNPs-GO / n-InP yapıların elektriksel özelliklerinin sıcaklığa bağlı olarak incelenmesi

Abstract

Bu yüksek lisans tez çalışmasında, 400 µm kalınlıklı (100) yönelimli n-tipi InP yarıiletkeninden Au/AuNPs-GO/n-InP ve Ag/AgNPs-GO/n-InP yapıları üretildi ve bu yapıların elektriksel karakteristikleri hem oda sıcaklığında hem de değişen numune sıcaklığına bağlı olarak araştırıldı. Kristal taban malzemenin mat yüzeyine Au-Ge alaşımı buharlaştırılarak omik kontak yapıldı ve bu omik kontaklı n-InP yarıiletkeni elmas kalem yardımıyla 3 parçaya bölündü. Bu parçalardan 2 tanesinin parlak yüzeyi ve cam altlıklar üzerine Hummers metoduyla sentezlenen altın nanopartikülleri-grafen oksit (AuNPs-GO) ve gümüş nanopartikül-grafen oksit (AgNPs-GO) nanokompozit malzemeleri spin kaplama yöntemi ile büyütüldü. Büyütülen AuNPs-GO ve AgNPs-GO nanokompozit malzemeleri Raman, TEM ve SEM gibi çeşitli analitik teknikler ile karakterize edildi. Bu ölçümler sonuncunda AuNPs-GO ve AgNPs-GO nanokompozit malzemelerin homojen olarak kaplandığı gözlemlendi. Omik kontaklı n-InP, AuNPs-GO/n-InP ve AgNPs-GO/n-InP yapılar üzerine Au ve Ag metalleri buharlaştırılarak Au/n-InP, Au/AuNPs-GO/n-InP ve Ag/AgNPs-GO/n-InP yapıları elde edildi. Oda sıcaklığında alınan akım-voltaj (I-V) ölçümlerinden engel yükseklikleri ve idealite faktörleri karşılaştırılmalı olarak incelendi. Daha sonra Au/AuNPs-GO/n-InP ve Ag/AgNPs-GO/n-InP yapılarının I-V ölçümleri sıcaklığa bağlı olarak 320-80 K aralığında alındı ve değişen numune sıcaklığına bağlı I-V karakteristikleri incelendi. Artan sıcaklık değerleri ile engel yüksekliği değerlerinin arttığı ve idealite faktörü değerlerinin de azaldığı görüldü. İkili Gauss dağılımına sahip engel yüksekliği düşüncesinin geleneksel termoiyonik emisyon metodu ile birleştirilmesi sonucu modifiye edilen Richardson grafiklerinden düşük ve yüksek sıcaklık bölgeleri için sırasıyla; Au/AuNPs-GO/n-InP yapısı için 4,21-7,57 A/cm2K2 ve Ag/AgNPs-GO/n-InP yapısı için 3,82-6,55 A/cm2K2 olarak Richardson sabiti değerleri elde edildi. Sonuç olarak, AugNPs-GO ve AgNPs-GO nanokompozit malzemeleri ile InP tabanlı yapılar üretilerek Schottky engel yüksekliği değerlerinin modifiye edilebileceği tespit edildi.

In this master thesis, n-type InP semiconductors were used to produce Au/AuNPs-GO/n-InP and Ag/AgNPs-GO/ n-InP structures with the 400 µm thickness (100) oriented and the electrical characteristics of these structures were investigated at room and changing sample temperature. Au-Ge alloys were evaporated on the matt surface of the crystals to make ohmic contact and this ohmic contact n-InP semiconductor was divided into 3 parts with the help of diamond pen. Gold nanoparticles-graphene oxide (AuNPs-GO) and silver nanoparticles-graphene oxide (AgNPs-GO) nanocomposite materials synthesized by Hummers method were grown method on shiny crystal surface and glass substrates by spin coating. The AuNPs-GO and AgNPs-GO nanocomposite materials were characterized by various analytical techniques Raman, TEM and SEM. As a result of these measurements, AuNPs-GO and AgNPs-GO nanocomposite materials were observed to grow homogeneously in desired structures. Au and Ag metals were evaporated above the n-InP, AuNPs-GO/n-InP and AgNPs-GO/n-InP to obtain Au/n-InP, Au/AuNPs-GO/n-InP and Ag/AgNPs-GO/n -InP structures. The barrier heights and ideality factors were compared from the current-voltage (I-V) measurements at room temperature. Then, I-V measurements of Au/AuNPs-GO/n-InP and Ag/AgNPs-GO/n-InP structures were taken in the range of 320-80 K depending on the temperature and I-V characteristics were investigated depending on the changing sample temperature. The barrier height values increased and the ideality factor values decreased with increasing temperature values. The Richardson constant values were obtained for Au/AuNPs-GO/n-InP structure 4,21-7,57 A/cm2K2 and for Ag/AgNPs-GO/n-InP structure 3,82-6,55 A/cm2K2 at low and high temperature, respectively from the modified Richardson plots by combining with dual Gaussian distribution and the traditional thermoionic emission method. As a result, it was concluded that the Schottky barrier height values can be modified with the AgNPs-GO and AuNPs-GO nanocomposite materials on the InP based structures.