Elektrokimyasal olarak büyütülen Gase ve Gate filmlerinin karakterizasyonu ve In/GaSe/p-Si/Al ve Ti/GaTe/p-Si/Al schottky diyodlar üzerinde radyasyon etkileri

Abstract

Elektrokimyasal büyütme tekniği ile ITO ve p-Si altlıklar üzerine GaSe ve GaTe ince filmleri büyütüldü. Büyütülen filmlerin yapısal, optik ve elektriksel karakteristikleri XRD, soğurma, AFM, SEM, hall, I-V ve C-V ölçümleriyle belirlendi. Soğurma ölçümleriyle ITO üzerine büyütülen GaSe ve GaTe filmlerin yasak enerji aralığı sırasıyla 1,85 eV ve 1,65 eV olarak hesaplandı. Diyodlar daha sonra 6, 12 ve 18 MeV'lik yüksek enerjilerde ve düşük dozlarda (1,53x1010, 1,40x1010 ve 1,38x1010 e-cm-2) ışınlandı. Işınlanmadan önce ve sonra I-V ölçümlerinden In/GaSe/p-Si/Al ve Ti/GaTe/p-Si/Al Schottky diyodların idealite faktörü sırasıyla 1,21 ve 1,25 engel yükseklikleri ise 0,835 eV ve 0,739 eV olarak hesaplandı. Işınlamayla her iki diyodda idealite faktörü artarken engel yükseliği azaldı. C-V ölçümlerinden In/GaSe/p-Si/Al diyodunun difüzyon potansiyeli 0,646 eV, Fermi enerji seviyesi 0,322 eV, akseptör konsantrasyonu 0,710x1014cm-3 ve engel yüksekliği 0,968 eV olarak hesaplandı. Ti/GaTe/p-Si/Al diyodunun difüzyon potansiyeli 0,584 eV, akseptör konsantrasyonu 1,540x1015cm-3, Fermi enerji seviyesi 0,182 eV ve engel yüksekliği 0,766 eV olarak hesaplanmıştır. Işınlamayla ters beslem sızıntı akımının arttığı görülmektedir. Arayüzeyde ya da arayüzeye yakın bölgelerde ışınlamayla oluşan kusurlar sızıntı akımındaki değişime katkıda bulunabilir, böylelikle de idealite faktörünün artmasına ve engel yüksekliğinin azalmasına neden olabilir. Bu bulgu akımın termiyonik emisyon teorisiyle değil de diğer akım taşıma mekanizmalarıyla oluştuğunu ortaya koymaktadır.

GaSe and GaTe thin films were deposited by electrochemical technique on ITO and p-Si substrates. Structral, optical and electrical characterization of the grown films were carried out by using XRD, absorption, AFM, SEM, Hall, I-V (current-voltage) and C-V (capacitance-voltage) measurements. The band gaps of GaSe and GaTe thin films grown on ITO were calculated as 1,85 and 1,65 eV by using absorption spectroscopy, respectively. In/GaSe/p-Si/Al and Ti/GaTe/p-Si/Al Schottky diodes were performed on p-Si substrate. Schottky diodes were irradiated with high energy (6, 12 and 18 MeV) and low doses (1,53x1010, 1,40x1010 ve 1,38x1010 e-cm-2). The ideality factors of In/GaSe/p-Si/Al and Ti/GaTe/p-Si/Al were calculated as 1,21 and 1,25, and barrier heights were determined as 0,835 eV and 0,739 eV from I-V measurements before and after irradiation, respectively. Built-in potential and Fermi levels, acceptor concentration and barrier height of In/GaSe/p-Si/Al Schottky diode were calculated as 0,646 eV, 0,322 eV, 0,710x1014cm-3 and 0,968 eV from C-V measurements before irradiation, respectively. The same parameters of Ti/GaTe/p-Si/Al Schottky diode were calculated as 0,584 eV, 0,182 eV, 1,540x1015cm-3 and 0,766 eV, respectively. The ideality factors of both Schottky diodes increased whereas barrier heights decreased with irradiation. These changing in Schottky diodes parameters show that current transport doesn't obey thermionic emission and but different mechanisms such as tunneling, recombination-generation, defects consist of interface with irradiation.