X-ışını radyasyonunun metal/organik/yarıiletken doğrultucu kontaklarının I-V (Akım-gerilim) karakteristikleri üzerine etkileri

Abstract

Bu çalışmada Au/Antrakinon/p-Si/Al ve Au/Piridin/p-Si/Al doğrultucu kontaklarının 50 gray ve 75 gray dozdaki X-ışını radyasyonunun I-V (Akım-Gerilim) karakteristikleri üzerindeki etkileri araştırıldı. Radyasyon ışınlamalarından önce ve sonra I-V ölçümleri alındı. Düz beslem I-V grafikleri yardımıyla kontakların idealite faktörü, engel yüksekliği değerleri hesaplandı. Cheung fonksiyonları yardımıyla idealite faktörleri, engel yükseklikleri ve seri direnç değerleri hesaplandı. Işınlanmadan önce oda sıcaklığında Au/Antrakinon/p-Si/Al diyodunun idealite faktörü 1,10, engel yüksekliği 0,75 eV, 75 gray ışınlanmadan sonra idealite faktörü 1,33, engel yüksekliği ise 0,87 eV olarak hesaplandı. Aynı metot ile oda sıcaklığında Au/Piridin/p-Si/Al diyodunun idealite faktörü 1,53, engel yüksekliği 0,72 eV, 75 gray ışınlamadan sonra idealite faktörü 1,70, engel yüksekliği 0,73 eV olarak hesaplandı. Işınlamanın etkisiyle idealite faktöründe ve engel yüksekliğinde artış gözlendi. Işınlama dozunun artmasıyla idealite faktöründeki artış diyotların akım iletim mekanizmasının termoiyonik emisyon teorisinden sapmasıyla açıklandı. Artan radyasyon dozuyla seri direnç değerinde de artış gözlendi. Seri dirençteki bu artış mobilite ve serbest taşıyıcı konsantrasyonunun azalmasına atfedildi. Yüksek dozda radyasyonun diyotlarda oluşturduğu kusurlar nedeniyle diyotların ideallikten saptığı gözlendi. Bu durum radyasyonun diyodun yapısını bozmasına atfedildi.Anahtar Kelimeler: p-Si, Schottky diyot, x ışını radyasyonu, Antrakinon, Piridin

This study aimed to analyse the effects of x-ray irradiation with 50 gray and 75 gray doses on current-voltage (I-V) characteristics of Au/Antrakinon/p-Si/Al and Au/Piridin/p-Si/Al rectifier contacts. I-V measurements were taken before and after the irradiation exposure. With the help of I-V plots, the ideal factors and barier height values were calculated. In addition, with the help of Cheung functions, ideal factors, barrier heights and series resistance values were calculated. Prior to the radiation application, in the room temperature, the ideal factor and barrier height of Au/Antrakinon/p-Si/Al were calculated as 1.10 and 0.75 eV respectively. After the radiation application, the ideal factor and barrier height values were calculated as 1.33, and 0.87 eV respectively. By using the same methods, in the room temperature, the ideal factor and barrier height of Au/Piridin/p-Si/Al were calculated as 1.53 and 0.72 eV respectively. After the application of 75 gray, ideal factor was measured as 1.70 and barrier height 0.73 eV. The application of x-ray irradiation increased the values of ideal factor and barrier height. The increase in ideal factor with respect to the increase of irradiation dose was explained by an outcome of the deviation in current transmission mechanism from thermo-ionic emission theory. Series resistance values increased in parallel with the increase in the radiation dose. The increase in the serial resistance was attributed to the decrease of mobility and free carrier concentration. After x-ray irradiation the diodes deviated from ideal case due to the defects induced by irradiation. This case was attributed to the impairment in the structure of diodes done by radiation.Keywords: p-Si, Schottky diode, x-ray radiation, Antraquinone, Piridin