CdIn2Se4 ince filmlerinin elektriksel ve optik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada II-III-VI grubu bileşiklerinden olan CdIn2Se4 bileşiği 1423 oK'de sinterlenerek elde edilmiştir. Elde edilen malzeme kaynak olarak kullanılıp termal buharlaştırma yöntemiyle sıcaklığı 573 K olan cam alttaş üzerine yarıiletken ince film üretilmiştir. Üretilen ince filmler 673 K ve 773 K'de tavlanmıştır. Elde edilen ince filmlerin yapısal, elektriksel ve optik özellikleri incelenmiştir. Bu özelliklere tavlama sıcaklığının etkisi araştırılmıştır. Üretilen ince filmlerin elementel analizleri ve yüzey özellikleri taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağınım spektrometresi (EDS) cihazları ile incelenmiş kristal yapıları ise X-ışını kırınım (XRD) metodu ile belirlenmiştir. İnce filmlerin elektriksel özellikleri 10 K - 400 K aralığında araştırılmış sıcaklığa bağlı iletkenlik ve Hall etkisi ölçümleri yapılmıştır. Yasak enerji band aralığını belirlemek için 190-1100 nm dalga boyu aralığında UV-Vis spektrometre cihazı ile soğurma ölçümleri yapılmıştır. Filmlerin ışığa karşı duyarlılığını araştırmak için ışık şiddetine bağlı fotoiletkenlik ölçümleri yapılmıştır. Sonuç olarak; alttaş ve tavlama sıcaklığının CdIn2Se4 ince filmlerinin yapısal, elektriksel ve optik özellikleri üzerine etkileri tartışılmış ve yorumlanmıştır.

In this study the CdIn2Se4 compound which belongs to II-III-VI family has been obtained by sintering method at 1423 K temperature. The obtained CdIn2Se4 compound has been used as source material and semiconductor thin films have been deposited by thermal deposition method onto glass substrates which were at 573 K temperature. Semiconductor thin films have been annealed at 673 K and 773 K temperatures and effects of annealing on electrical, optical and structural properties of thin films have been investigated. In order to determine the elemental composition and surface morphology of the films, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) techniques have been used. The crystal structure of the semiconductor films were investigated by X-ray diffraction (XRD) method. Hall effect and temperature dependent conductivity measurements were used to determine electrical properties of the films in the temperature range of 80-420 K. In order to study photosensitivity of the films, photoconductivity measurements depending on light intensity were carried out. As a conclusion, the effects of annealing temperature on the structural, optical and electrical properties of the CdIn2Se4 thin films were discussed and interpreted.