GaSe ince filmlerinin farklı tabanlar üzerinde sılar yöntemiyle büyütülmesi ve karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada GaSe ince filmleri, Modifiye Kimyasal Banyo Depolama Yöntemi(M-CBD) kullanılarak farklı alt tabanlar üzerinde elde edildi. GaSe, III-VI tabakalı yarıiletken ailesine ait olup geniş yasak enerji aralığından dolayı optoelektronikte ve fotovoltaik aygıt üretiminde oldukça önemlidir.M-CBD yarıiletken filmlerin her bir elementinin iyonlarını içeren çözeltiler içerisine, belli bir sıra ile taban malzeme daldırılarak, taban üzerine depolanmasıdır. Bu çalışmada GaSe ince filmleri, 60 daldırma döngüsü kullanılarak 75mm x 26mm x 2mm boyutlu cam alt taban ve GaSe tek kristal üzerinde elde edildi. Cam üzerinde büyütülen ince filmlerin kalınlığı yaklaşık 180 nm olarak bulundu. Cam ve GaSe tek kristal tabanlar üzerinde büyütülen filmler 35°C' de 1 saat tavlandı. Tavlanmış ve tavlanmamış filmlerin yapısal ve yüzey morfolojik özellikleri, XRD ve AFM yöntemi ile çalışıldı. XRD spektrumundan filmlerin kristal yapıda büyüdükleri gözlendi. Tavlama sonucunda parçacık boyutunun arttığı görüldü. Filmlerin elektriksel özellikleri I-V karakteristikleri elde edilerek çalışıldı. Normal ortam, karanlık ortam ve aydınlık ortamlarda yapılan elektrik ölçümlerinde, tavlanmış filmlerin elektriksel iletkenliğinin tavlanmamış filmlere göre biraz arttığı görüldü. Filmlerin optik özellikleri UV-VIS spektrometre ile çalışıldı. Soğurma spektrumundan cam taban ve GaSe tek kristal üzerine büyütülen GaSe ince filmlerinin optik bant aralığı sırasıyla 2,01 eV ve 1,96 eV olarak bulundu.Anahtar Kelimeler: GaSe, M-CBD, İnce film

In this study, GaSe thin films were grown on different substrate by the Modified Chemical Both Deposition (M-CBD) method. Being a member of the III-VI layered semiconductor family, GaSe is an important material in optoelectronics and photovoltaic devices due to its relatively large band gap. The M-CBD method is the deposition of films on appropriate substrates by dipping the substrates into the solutions that contain the respective ions in a sequence.In this thesis, GaSe thin films were grown on GaSe single crystal substrates and on glass substrates of 75mm x 26mm x 2mm dimension with a 60 dipping cycles. The thickness of the film grown on glass substrates were determined to be around 180 nm. GaSe films grown on both substrates were annealed at 35 C for 1h. The structural and morphological properties of as grown and annealed films were studied by XRD and AFM. From the XRD spectra, it was observed that GaSe films grew as crystalline form. The particle size was found to increase in annealed samples. The electrical properties of films were studied by obtaining the I-V characteristics. Measurements conducted in normal, dark and illuminated environments showed that the conduction of annealed samples was slightly higher than that of as grown films. The optical properties of GaSe thin films were studied by UV-VIS spectrometer. From the optic absorption spectra, the band gaps of GaSe thin films grown on glass substrate and GaSe crystalline substrate were 2,01 eV and 1,96 eV, respectively.Key Words: GaSe, M-CBD, Thin film