GaSe:In ikili bileşiğinin Bridgman/Stockbarger tekniğiyle büyütülmesi ve yüzey morfolojisi

Abstract

Nano teknolojinin ilerlemesinde yarıiletkenlerin önemi giderek artmaktadır. Ancak, kullanılacak yarıiletkenlerin hem kolay elde edilebilir hem de uygulama alanının geniş olması daha da önem arz etmektedir. Bu maksatla, uygulama alanları çok olan ve karakteristikleri tam olarak belirlenen yarıiletkenlere ihtiyaç duyulmaktadır. Güneş enerjisinin depolanması ve kullanılmasında çalışılan başlıca malzemeler arasında yarıiletkenler yer almaktadır. Tezin temel konusu, GaSe:In yarıiletken bileşiğini Bridgman/Stockbarger Metoduyla büyütmek, büyütülen GaSe:In yarıiletkenin yapısal özelliklerini incelemektir. GaSe:In yarıiletken bileşiği, bölümümüz kristal büyütme laboratuvarında, Bridgman-Stockbarger metodu ile büyütüldü. Numunelerin, yapısal ve morfolojik karakterizasyonları X-ışını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji ayrımlı X-ışını spektroskopisi (EDX) teknikleri kullanılarak gerçekleştirildi. XRD sonuçları, büyütülen numunelerin hekzagonal kristal yapıya sahip olduklarını ve In katkılamanın pik şiddetlerini arttırdığını gösterdi. XRD sonuçları kullanılarak, örgü parametreleri GaSe:In için a=b=3,749 (Å), c=15,944 (Å) olarak hesaplandı. XRD sonuçlarından (004), kristal büyüklüğü (3,986 Å), zorlanma derecesi (6,55x10-4 lin-2m-4) and dislokasyon yoğunluğu (4,8830x1014 lin m-2) and birim alan başına kristal sayısı (3,23x1017m-2) değerleri hesaplandı. SEM sonuçlarından, ortalama tanecik büyüklüğünün GaSe:In için 41,746-89,365 nm aralığında olduğu gözlendi.Anahtar Kelimeler: GaSe:In, Kristal Büyütme, XRD, SEM, EDX

The importance of semiconductors paving the way for nano technology has recently been increased. But, producing them easily and having their vast application fields are most important. For that reason, the crystals having wide application field and their characteristics which are fully determinated are needed. The main topic of this thesis is to grow GaSe:In single crystals by Modified Bridgman/Stockbarger method and to investiage their structural properties. GaSe:In binary semiconductor compound was grown in our crystal growth laboratory by the modified Bridgman-Stockbarger method. The structural and morphological characterizations of the samples were carried out by X-ray diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy-dispersive X-ray spectroscopy(EDX) techniques. The XRD results indicated that the grown films had hexzagonal structure and In doping increased the peak intensities. The lattice parameters were calculated to be a=b=3,749 (Å), c=15,944 (Å) for InSe using the XRD results.The calculated lattice constants was found to be a=b=3,749 Å and c=15,944 Å for InSe using the XRD results. The crystallite size (3,986 Å), residual strain (6,55x10-4 lin-2 m-4) and dislocation density (4,8830x1014lin m-2) and number of crystallites per unit area (3,23x1017m-2) values have been calculated using powder XRD results (004). From the SEM results, it was observed that the average grain size values for GaSe:In was between 41,746-89,365 nm.Keywords: GaSe:In, Crystal Growth, XRD, SEM, EDX.