Kimyasal depolama yöntemiyle büyütülen pbs ince filminin fiziksel özelliklerinin araştırılması

Abstract

PbS ince filmleri; cam, GaSe, SixGe1-x, tabanları üzerinde kimyasal banyo depolama yöntemiyle (CBD) büyütülerek yapısal, elektriksel ve optik özellikleri araştırıldı.Cam üzerinde büyütülen PbS ince filmlerinin XRD analizi pudra biçimli kristallik nano bölgelerden oluştuğunu gösterdi. Kristallerin yüzey merkezli kübik yapıya ve a=5,9362 ? örgü sabitine sahip olduğu bulundu. Debye Scherrer formülüne göre bölgelerin-nanoparçacıkların boyutları değerlendirildi ve 20-80nm civarında olduğu görüldü. Cam, GaSe, SixGe1-x tabanları üzerinde büyütülen PbS filminin yüzey morfolojisinin Atomik kuvvet Mikroskobu (AFM) ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile araştırıldı. Büyütülen ince filmlerin Enerji Dağıtıcı X-Işın Spektroskopisi (EDX) analizinde PbS ince filminin Pb fazlalığının olduğunu gösterdi. Cam üzerindeki ince filmin elektriksel iletkenliğinin ve düzenli kristal tabanlar üzerinde ise olduğu görülmüştür. Optik soğurma araştırmalarından GaSe üzerindeki PbS için bantlar arası geçişin Eg=1,5eV, cam üzerindeki kalın (500nm) PbS için Eg=1,52eV, cam üzerindeki daha ince (140nm) PbS için Eg=1,78eV bulunmuştur. Bu farkın PbS ince filmini oluşturan nanoparçacıklarının boyutlarının farklılığından kuantum boyut etkisinden kaynaklandığı düşünülmektedir.

PbS thin films were grown on the glass, GaSe, SixGe1-x substrates by chemical bath deposition (CBD) and structural, electrical and optical properties of these films were investigated.XRD analysis of PbS thin films grown on glass substrate showed that film consisted of crystalline nano regions of powder shaped. It was found that the crystal, were face centered cubic (fcc) with a lattice constant of a=5,9362 ? was found. The sizes of nanoparticle region, were investigated using Debye Scherrer formula and their sizes were seen to be around 20?80 nm. The surface morphology of PbS films grown on the glass, GaSe, SixGe1-x substrates were investigated by Atomic Force Microscope (AFM) and Scanning Electron Microscope (SEM). Energy Dispersive X-Ray (EDX) analysis of the grown thin film showed an excess of Pb in PbS thin film. Electrical conductivity of thin films grown on glass substrate was found to be while Electrical conductivity of thin films grown on ordered crystall substrates was found to be . From the optic absorption investigation, the interband transition for the PbS film grown on GaSe substrate, was found to be Eg=1,5, while band gaps for 500 nm and 140 nm thick PbS film on glass substrate were found to be Eg=1,52 eV and Eg=1,78 eV, respectively. We think that this difference is a result of the differences in sizes of nanoparticles, that is the quantum size effect.