CuGaTe2 ince filmlerinin yapısal elektriksel ve optik özelliklerinin incelenmesi [Master Thesis]

Abstract

Bu çalışmada I-III-VI grubu bileşiklerinden olan CuGaTe2 kaynak malzeme olarak kullanılarak termal buharlaştırma metoduyla yarıiletken ince film üretilmiştir. Kaynak malzeme olarak kullanılan CuGaTe2 bileşiği 1150 oC `de sinterlenerek elde edilmiştir. Üretilen ince filmler büyütme sonrasında 100 oC ve 200 oC `de tavlanmıştır. Elde edilen filmlerin elektriksel, yapısal ve optik özellikleri incelenmiş ve tavlama sıcaklığının bu özelliklere etkisi araştırılmıştır. X-ışını kırınım metoduyla üretilen yarıiletken filmlerin kristal yapısı incelenmiştir. Üretilen ince filmlerin elementel bileşimini belirleyebilmek için EDXA tekniği kullanılmıştır. Filmlerin elektriksel özelliklerini araştırmak için 80-420 K aralığında sıcaklığa bağlı iletkenlik ve Hall etkisi ölçümleri yapılmıştır. İnce filmlerin optik duyarlılıklarını incelemek için ışık şiddetine bağlı fotoiletkenlik deneyi yapılmıştır. Yasak enerji band aralığını belirlemek için 190-1100 nm dalgaboyu aralığında UV-Vis spektrofotometre cihazı ile soğurma ölçümleri yapılmıştır. Sonuç olarak; tavlama sıcaklığının CuGaTe2 ince filmlerinin elektriksel, yapısal ve optik özellikleri üzerine etkileri tartışılmış ve yorumlanmıştır.

CuGaTe2 semiconductor compound thin films which belong to I-III-VI family have been grown onto glass substrates by using thermal evaporation method and obtained films have been annealed at 100 oC and 200 oC temperatures. The CuGaTe2 compound which was used as a source powder during the evaporation has been obtained by sintering at 1150 oC temperature. The effect of annealing temperature on the electrical, optical and structural properties of the films were investigated. The crystal structure of the semiconductor films were investigated by X-ray diffraction (XRD) method. In order to determine the elemental composition of the films EDXA technique has been used. The energy-band structure were determined by using a UV-Vis spectrophotometer in the 190-1100 nm wavelength range. 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 CuGaTe2 thin films were discussed and interpreted.