Gase ince filmlerinin büyütülmesi ve fiziksel özelliklerinin araştırılması

Abstract

Bu çalışmada GaSe ince filmleri, Modifiye Kimyasal Banyo Depolama Yöntemi kullanılarak farklı alt tabanlar üzerinde elde edildi. GaSe, III-VI tabakalı yarıiletken ailesine mensuptur. Geniş yasak enerji aralığından dolayı GaSe kristali, optoelektronikte ve fotovoltaik aygıt üretiminde oldukça önemlidir. Büyütme metotları arasında Kimyasal Banyo Depolama Yöntemi (CBD) ve Modifiye Kimyasal Banyo Depolama Yöntemi (M-CBD), filmleri büyütmek için düşük maliyet, kısa zaman gibi üstün özelliklerinden dolayı oldukça tercih edilmektedir ve bu teknik kullanılarak filmlerin büyütülmesi diğerlerine göre kolaydır.Bu yöntem, bir kimyasal çözeltiden depolama tekniğidir. Bu teknik, yarıiletken filmlerin her bir elementinin iyonlarını içeren çözeltiler içerisine, belli bir sıra ile taban malzeme daldırılarak, taban üzerine depolanmasıdır.GaSe ince filmleri, 80 daldırma döngüsü kullanılarak 75mm 26mm 2mm boyutlu cam alt tabanlar üzerinde elde edildi. GaSe ince filminin kalınlığı 0,9 bulundu. Filmlerin yüzey morfolojik ve elektriksel özellikleri sırasıyla Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve iki nokta prob yöntemi kullanılarak incelendi. GaSe ince filminin SEM görüntüsünden, filmin GaSe nano-parçacıklarından oluşan adacıklardan meydana geldiği gözlemlendi. GaSe ince filmi p-tipi iletkenlik gösterdi. Filmlerin optiksel özellikleri, UV spektrometre cihazıyla ölçüldü. Soğurma spektrumundan filmlerin optiksel bant aralığı 1,87 eV olarak bulundu. İnce filmlerin yapısal karakterizasyonu, X-ışını kırınım (XRD) analizi ile belirlendi. XRD analizinden GaSe ince filminin, amorf olduğu görüldü. Ga ve Se'nin doğal birleşim oranı, enerji yayıcı X-ışını spektroskopisi (EDX) ile belirlendi. İnce filmin bileşimi Ga0,06Se0,03 olarak bulundu.Anahtar Kelimeler: GaSe, CBD, M-CBD, Güneş pilleri, İnce film

In this study, GaSe thin films were obtained on different substrates by using Modified Chemical Bath Deposition Technique. GaSe belongs to III-VI layered semiconductor family. Because of its wide band gap, GaSe crystal is important in optoelectronics and photovoltaic device fabrication. Chemical Bath Deposition Technique (CBD) and Modified Chemical Bath Deposition Technique (M-CBD) have been rather used because of the superior properties such as low cost, shorter times to grow films and it is relatively easy to grow films using this technique.This method is a deposition technique from a chemical solution. In this technique, the semiconducting film are deposited on the substrate by inserting the substrate into the solutions containing the ions of each element in sequence.GaSe thin films were obtained on glass substrates of 75mm 26mm 2mm dimension using 80 insertion cycles. The thickness of GaSe thin film is found to be 0,9 . Surface morphological and electrical properties of the thin films were investigated by scanning electron microscopy and two point probe method, respectively. From the SEM images of GaSe thin film, it is observed that the thin films are composed of islands which are containing GaSe nanoparticles. GaSe thin film exhibited p-type electrical conductivity. Optical properties of the films were measured by using UV spectrometer. From the absorption spectrum, the optical band gap of the films was found to be 1,87 eV. The structural characterization of the thin films was determined by X-ray diffraction (XRD) analysis. From the XRD analysis, GaSe thin film was shown to be amorphous. The ratio of Ga and Se elemental composition was determined by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). The composition of the thin film was found to be Ga0,06Se0,03.Key Words : GaSe, CBD, M-CBD, Solar cells, Thin film