PbS ince filmlerin yapısal özelliklerinin farklı oranlarda Mg katkılama yoluyla geliştrilmesi

Abstract

Malzemelerin ince film formunda biriktirilmesi optik filtreler, yüzey akustik dalga cihazları, elektronik bileşenler, geniş alan foto diyot dizilerin imalatı, güneş seçici kaplamalar, güneş hücreleri, foto kondüktörler ve sensörler gibi çeşitli uygulama alanları nedeniyle geçmiş yıllarda önemli araştırma konusu olmuştur. İnce filmler solvothermal, sprey piroliz, magnetron sıçratma, termal buharlaştırma, fotokimyasal depolama (PCD), sol-jel, ardışık iyonik tabaka adsorpsiyonu ve reaksiyonu (SILAR) ve kimyasal banyo depolama (CBD) gibi çeşitli teknikler ile hazırlanmaktadır. Bu teknikler arasında, nispeten basit, hızlı, ekonomik, geniş yüzeylere kolayca kaplanabilen ve endüstriyel ölçeklerde uygulanabilir olan SILAR metodu oldukça öne çıkmaktadır. Bu yöntem gelişmiş araçlara ihtiyaç duymaz. Kaliteli yarıiletken malzemelerin elde edilmesinde katkılama önemli yer tutar. Katkılama tane boyutunun düzenlenmesi ve yüzey morfolojisi ile kristal yapının kontrolünde etkili bir tekniktir. Bu nedenle ince film üretim aşamasında yapılan katkılama elde edilen ürünün fiziksel ve kimyasal özelliklerinin iyileştirilmesine yardımcı olur.Bu çalışmada, katkısız ve farklı oranlarda Mg katkılı (% 5, 7, 9, 12 ve 15) PbS ince filmler CBD yöntemi kullanılarak üretilmiştir. İnce filmlerin yapı özelliklerinin iyileştirilmesi için üretim aşamasında inorganik katkılama yapılmıştır. Katkısız ve farklı oranlarda Mg katkılı PbS ince filmlerin morfolojik, yapısal ve optik özellkleri taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışını kırınımı (XRD) ve ultraviyole spektroskopisi (UV) ile araştırılmıştır.

The deposition of materials in the thin film form has been the subject of intense research over the past decades due to applications in various fields such as optical filters, surface acoustic wave devices, electronic components, fabrication of large area photodiode arrays, solar selective coatings, solar cells, photoconductors and sensors. Thin films have been prepared by various techniques including solvothermal, spray pyrolysis, magnetron sputtering, thermal evaporation, photochemical deposition (PCD), sol–gel, successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) and chemical bath deposition (CBD). Among these techniques, SILAR method which is relatively simple, quick, economical, easy coating of large surfaces and can easily be applied to an industrial scale has quite interest. This method does not require sophisticated instruments. Doping is important in obtaining high quality semiconductor materials. Doping is an effective technique for regulation of particle size and to control the surface morphology and crystal structure. Therefore, doping in thin film production step helps to improve the physical and chemical properties of the producted films.In this study, undoped and at different ratio Mg doped (5, 7, 9, 12 and 15 at.%) PbS thin films were produced by CBD method. Inorganic doping was made during the production process for improving the structural properties of thin films. The morphological, structural and optical properties of the undoped and at different ratio Mg doped PbS thin films have been investigated by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffractometer (XRD) and UV-visible spectrophotometer respectively.