GaTe ve GaTe:Cd yarı iletkenlerin büyütülmesi, yapısal ve optiksel özelliklerinin incelenmesi ve Schottky diyod uygulaması

Abstract

GaTe ve Cd katkılı GaTe ikili yarıiletkenler, modifiye edilmiş Bridgman - Stockbarger kristal büyütme yöntemi ile elde edilmiştir. Büyütülen yarıiletkenlerin yapısal, morfolojik ve optiksel karakterizasyonları sırasıyla XRD, SEM, EDX, AFM ve soğurma ölçümleri ile yapılmıştır. XRD analizleri sonucunda, GaTe ve GaTe:Cd ikili yarıiletkenlerin monoklinik yapıya sahip oldukları ve Cd katkılaması sonucu pik şiddetlerinin arttığı ayrıca bazılarının azaldığı ve bazı piklerin yeni ortaya çıktığı gözlemlenmiştir. Tavlama sıcaklığının yapı üzerindeki etkisini belirlemek amacıyla büyütülen kristaller çeşitli sıcaklık değerlerinde (100, 200, 300, 350, 400, 500, 600 ve 700ºC) belirlenen süreler (10, 20 ve 30 dak.) boyunca azot gazı ortamında tavlanmış ve tavlamadan hemen sonra XRD analizleri yapılmıştır. GaTe ve GaTe:Cd yarıiletkenleri için EDX tekniği ile elde edilen atomik ağırlığı değerleri ile büyütme esnasında hesaplanıp uygulanan değerler birbirleriyle uyum içinde olduğu belirlenmiştir. Yarıiletkenlerin soğurma ölçümleri 320-10 K aralığında ve 10 K'lik adımlarla alınmış GaTe ve GaTe:Cd ikili bileşiklerine ait sıcaklığın bir fonksiyonu olarak soğurma katsayısı ve yasak enerji aralıkları hesaplanmıştır. GaTe ve Cd katkılı GaTe ikili yarıiletkenlerinden Schottky diyot elde edilmiştir. Elde edilen diyotun akım-voltaj ölçümleri karanlık ortamda, sıcaklığın bir fonksiyonu olarak (25-360 K aralığında) alınmıştır. Alınan ölçümler analiz edilerek diyot için önemli parametreler olan idealite faktörü ve engel yüksekliği hesaplanmıştır.

GaTe and GaTe:Cd binary semiconductors were grown by the modified Bridgman-Stockbarger method. The structural, morphological and optical characterizations of the semiconductors grown were performed by XRD, SEM, EDX, AFM and absorption measures, respectively. As a result of the XRD analyses, it was observed that GaTe and GaTe:Cd binary semiconductors had monoclinic structure; and as a result of Cd doping it was observed that peak intensities increased and that some peaks disappeared and that some peaks appeared. In order to determine the effect of annealing temperature on structure, the crystals grown were annealed in nitrogen gas environment at different temperatures (100, 200, 300, 350, 400, 500, 600 and 700ºC) and in determined periods (10, 20 and 30 min.) and just after annealing XRD analyses were done. For GaTe and GaTe:Cd semiconductors, atomic weight values that were obtained by EDX technique and the values that were calculated during grown and applied were in agreement with one another. The absorption measures of GaTe and GaTe:Cd binary semiconductors were in the range of 320-10 K and these measures were performed for each 10 K steps. The absorption coefficients and energy band gaps were calculated as a function of temperature for GaTe and GaTe:Cd binary semiconductors. Schottky diode was obtained from GaTe and Cd doped GaTe binary semiconductors. The current-voltaj measures of obtained diode were measured in dark environment as a function of temperature (25-360 K range). Ideality factor and barrier height that are important parameters for diode were calculated by analyzing measurements that taken.