CuGaSe2 ince filmlerinin yapısal, elektriksel ve optik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada AIBIIIXVI yarıiletken grubuna dahil olan CuGaSe2 bileşiği sinterlenerek elde edilmiş ve termal buharlaştırma yöntemi ile cam alttaşlar üzerine oda sıcaklığında büyütülmüştür. Daha sonra elde edilen ince filmler 100 oC ve 200 oC sıcaklıklarda N2 gazı ortamında 45 dakika tavlanmıştır. Filmlerin yapısal, elektriksel ve optik özellikleri farklı analiz teknikleri ile incelenmiş ve bu özellikler üzerinde tavlama sıcaklıklarının etkileri araştırılmıştır. İnce filmlerin elementel analizleri enerji dağılımlı X-ışınları spektroskopisi (EDXA) ile incelenmiştir. Filmlerin kristal yapıları ise X-ışını kırınım (XRD) metodu ile araştırılmıştır. Filmlerin elektriksel özelliklerini belirlemek için sıcaklığa bağlı elektriksel iletkenlik ve Hall etkisi ölçümleri yapılmıştır. Filmlerin ışığa karşı duyarlılığını araştırmak üzere fotoiletkenlik ölçümleri değişik ışık şiddetlerinde gerçekleştirilmiştir. Son olarak, üretilen yarıiletken ince filmlerin yasak enerji bant aralığı UV-Vis spektrometre cihazı ile belirlenmiştir. Sonuç olarak; CuGaSe2 ince filmlerinin yapısal, elektriksel ve optik özellikleri üzerinde tavlama sıcaklığının etkileri tartışılmış ve yorumlanmıştır.

In this work, CuGaSe2 ternary semiconductor compound which belongs to AIBIIIXVI family were obtained by direct sinterization of the constituent elements. Then, thin films were grown on soda-lime glass substrates by thermal evaporation method at room temperature. Obtained films were annealed at temperatures of 100 oC ve 200 oC for 45 minutes in N2 gas environment. The effects of annealing temperature on the structural, electrical and optical properties of thin films were investigated by various experimental techniques. Elementel analysis of the thin films were studied by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDXA) technique. The crystal structure of the semiconductor thin films were investigated by X-ray diffraction (XRD) analysis. Hall effect and temperature dependent conductivity measurements were used to determine electrical properties of the thin films. Photoconductivity measurements which depend on light intensity were carried out to investigate photosensitivity of the films. Finally, optical band gap of the grown films were determined by using a UV-Vis spectrophotometer. As a conclusion; the effects of annealing temperatures on structural, electrical and optical properties of CuGaSe2 thin films were discussed and interpreted.