Tabakalı galyum selenit (GaSe) kristalinde schottky ekleminin yapılması ve I-V karekteristiğinin araştırılması

Abstract

Tabakalı AIIIBVI kristallerinin önemli bir bireyi olan Galyum Selenit (GaSe) yarıiletken bileşiği, anizotrop kristal yapısı ve farklı uygulama alanlarından dolayı büyük ilgi görmektedir.Bu çalışmada GaSe kristalleri geleneksel Bridgman metodu kullanılarak büyütüldü. Tellür (Te) yarımetali kullanılarak iki grup Schottky engeli oluşturuldu. İlk gruptaki engeller normal GaSe yüzeyleri kullanılarak elde edilirken ikinci gruptaki engeller oksitlenmiş GaSe yüzeyleri üzerinde Te eritilerek elde edildi. Her iki grup Schottky engellerinin karekteristikleri farklı sıcaklık ve elektrik alanlarında araştırıldı. Oluşturulan Schottky engellerinde aynı elektrik alanında, düz yöndeki akımın ters yöndeki akıma oranının hem sıcaklığa hem de ışıkla uyarılmaya bağlı olarak değiştiği görüldü. Oluşturulan Schottky engellerinin yüksekliği tayin edildi. Schottky engellerinin yüksekliği 14.93-25.00 meV aralığında olduğu bulundu. Yüzey tabakası oksitleştiğinde ise Schottky engellerinin yüksekliği 25.40-52.92 meV aralığında olduğu bulundu. Oksit tabakası içeren Schottky engellerinin yüksekliklerinin diğer Schottky engellerinin yüksekliklerinden 2 kat daha büyük olduğu görüldü. Deneysel akım-gerilim karekteristiğinin analizi, şiddetli elektrik alanında Schottky engellerinin elektrik alanın karekökü ile orantılı olarak şeklinde küçüldüğü ve akımın elektrik alanın karekökü ile şeklinde üstel arttığı görüldü. Sonuçların Frenkel termoelektrik alan teorisi ile uyumlu olduğu görüldü.Anahtar Kelimeler: GaSe, Bridgman Metodu, Schottky Engeli

Gallium Selenide (GaSe) semiconductor compound is an important member of layered AIIIBVI crystals which has taken great attention due to its anisotropic crystal structure and different application areas.In this study, GaSe crystals were grown by the conventional Bridgman method. Two groups of Schottky junctions were obtained using Te semimetal. In the first group Schottky junction were obtained using unoxidized GaSe layers while in the second group Schottky junctions were obtained by melting Te on the oxidized GaSe surfaces. The characteristics of Schottky junctions in both groups were investigated at different temperatures and under different electric fields. The ratio of forward current to reverse current under constant electric field in these Schottky junctions was found to change with both temperature and excitation by light. The heights of the Schottky barriers were determined and were found to be between 14.93-25.00 meV . The heights of the Schottky barriers grown on oxidized GaSe surface were found to be 25.40-52.92 meV which is twice that of the height of the Schottky junctions grown on unoxidized GaSe surface. By analyzing the experimental current-voltage characteristics, it was found that the Schottky barriers decreased with the square root of the electric field as while the current increased exponentially with the square root of the applied electric field as . These results are consistent with the Frenkel thermoelectric field theory.Keywords: GeSe, Bridgman Method, Schottky Barrier