Sılar tekniği ile büyütülen SnO2 ince filmlerin özelliklerinin tavlama sıcaklığına bağlı incelenmesi

Abstract

Saydam iletken oksit malzemelerden olan SnO2 ince filmler, Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction (SILAR) tekniği kullanılarak cam taban malzemeler üzerine oda sıcaklığında büyütüldü. SnO2 ince filmler 30 dakika oksijen atmosferinde 200, 300, 400, 500 ve 600 oC'de tavlama işlemine tabi tutuldu. Filmlerin yapısal, yüzeysel, optik ve elektriksel özellikleri farklı analiz teknikleri ile incelendi ve bu özellikler üzerine tavlama sıcaklığının etkisi araştırıldı. X-ışını kırınımı ve taramalı elektron mikroskobu ölçümleri, filmlerin polikristal yapıda olduğunu ve taban malzeme yüzeyine kaplandığını gösterdi. Optik soğurma ve sıcaklığa bağlı I-V ölçümleri yardımıyla, tavlama sıcaklığı ile filmlerin yasak enerji aralığı değerleri 3,73 eV'tan 3,66 eV'ta; oda sıcaklığında elektriksel özdirenç değerlerinin ise 13,5x10-1 Ω-cm'den 9,0x10-2 Ω-cm'ye azaldığı belirlenmiştir. Kırılma indisi (n), statik dielektrik (εo) ve yüksek frekans (ε∞) dielektrik sabiti değerleri tavlama sıcaklığına bağlı olarak hesaplandı. Sonuç olarak, tavlama sıcaklığının filmlerin karakteristik özelliklerinde dikkate değer etkiler yarattığı ve bu özelliklerin tavlama sıcaklığı ile iyileştiği görüldü.

Transparent conducting oxides, such as SnO2 thin films were grown on glass substrates using Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction (SILAR) technique at room temperature. SnO2 thin films were annealed at 200, 300, 400, 500 and 600 oC for 30 min. in oxygen atmosphere. The structural, surface, optical and electrical properties of the films were characterized with different analysis techniques and the annealing temperature effect on these properties was investigated. The X-ray diffraction and scanning electron microscopy measurements showed that the films are covered well on substrates and have polycrystalline structure. With the help of optical absorption and temperature-dependent I-V measurements, it was determined that band gap values of films decreased from 3,73 eV to 3,66 eV; electrical resistivity decreased from 13,5x10-1 Ω-cm to 9,0x10-2 Ω-cm at room temperature with annealing temperature. The refractive index (n), optical static (εo) and high frequency (ε∞) dielectric constants values were calculated as a function of the annealing temperature. Consequently, it was seen that the annealing temperature have noticeable effects on the characteristic properties of the films and these properties were improved with annealing temperature.