Geniş band aralıklı ZnO`nun elektrokimyasal yöntemlerle tek kristal büyütülmesi

Abstract

Geniş ve direk band aralıklı ZnO ince filmi, büyütme parametreleri değiştirilerek Indium TinOxide (ITO) film üzerine elektrokimyasal işlemlerle büyütüldü. Yapılan denemeler sonucundaen kaliteli filmlerin, 0.1 molarlık Zn(NO3)2 çözeltisi kullanılarak, -0,9 V potansiyel altında 30 dksüreyle ve 5.2'lik pH değeri korunarak elde edildiği belirlendi. Bu şartların sağlandığı büyütmehücresi içerisinden O2 gazı geçirilerek çözeltinin oksijence doygun olması ve dolayısı ilebüyüme verimin artırılması sağlandı. Bu şartlar altında büyütülen filmler, tavlama işlemininnumunenin optik ve yapısal özellikleri üzerindeki etkilerinin araştırılması için, 3000C'de 30 dksüreyle azot gazı (N2) ortamında el yapımı bir tavlama fırını kullanılarak tavlandı. Tavlanan vetavlanmayan filmler üzerinde yapılan x-ışını kırınımı sonuçlarından, filmlerin (101) tercihliyönelime sahip oldukları ve tavlama işleminin (101) ve (100) piklerinin şiddetlerinde bir artışasebep olduğu gözlendi. AFM ölçümleri, tavlama işleminin, büyütülen filmlerin yüzeymorfolojileri üzerinde bir iyileşme olduğunu ortaya koydu. Soğurma ölçümlerinden ise tavlananfilmin yasak enerji aralığı 3,37 eV olarak ve tavlanmayan filmin yasak enerji aralığı 3,23 eVolarak hesaplandı. Yapılan ısıl uç metodu ölçümleri ile tüm filmlerin n-tipi iletkenliğe sahipolduğu gözlendi.2006, 50 sayfaAnahtar Kelimeler: ZnO, Elektrokimyasal büyütme, Tavlama etkisii

ZnO thin films having wide and direct band gap were grown onto the conductive Indium TinOxide (ITO) substrates using electrochemical deposition technique, changing the growthparameters. The systematic studies have shown that the best quality films have been obtainedunder a potential of -0.9 V; a pH of 5.2 using a solution of 0.1 M Zn(NO3)2 in 30 min. To passoxygen gas through the solution during the growth process enhanced the growth rate and qualityof the samples grown on ITO. An anneal at 300ºC for 30 min under dry N2 flow in a home-made furnace has been carried out in order to investigate the possible effect of annealing on theoptical and structural characteristics of the samples. X Ray Diffraction (XRD) measurementswhich have been carried out on both the annealed and reference samples showed that allsamples have grown with (101) preferred direction and annealing caused a increase in the peakintensities of (101) and (100) directions. Also, Atomic Force Microscopy (AFM) measurementshave revealed that annealing process improved the surface quality of the samples. On the otherhand, it has been observed form the absorption measurements that the band gap values of non-annealed and annealed samples were 3.23 and 3.37 eV, respectively. The conductivity type ofthe samples has been determined to be n-type by hot-probe measurements.2006, 50 pagesKeywords: ZnO, Elektrochemical deposition, Annealing effectii