ZnO Yarıiletkeninde Fe, Mg ve Cu Katkılarının Optik ve Yapısal Özelliklerine Etkisinin İncelenmesi


Fidan M.

20. Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantısı, Ankara, Türkiye, 26 Aralık 2014, ss.84

  • Yayın Türü: Bildiri / Özet Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Ankara
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.84
  • Atatürk Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Çalışmada, Kimyasal Spray Püskürtme (CSP) tekniği kullanılarak, (deney parametreleri : püskürtme burnu ile altılık arasındaki mesafe 40 cm, Burun püskürtme açısı 45°, büyüme hızı 2-3 ml/ dk , hava basıncı 1-1.5 bar, döner levhanın hızı 20 rpm/dk ve altlık sıcaklığı 450 °C )  çinko nitrat çözeltisine; demir III klorat, magnezyum nitrat ve bakır II nitrat ön maddeleri ile çözeltilere farklı oranlarda Fe, Fe-Mg (ikili) ve Fe-Mg-Cu (üçlü) geçiş metal iyonları katkılandırmak suretiyle optik cam altlıklar üzerine ZnO yarıiletken malzemeler sentezlenmiştir. Numunelerin yapısal karakterizasyonları ile; X-ışını kırınım desenleri (XRD) numunelerin hekzagonal kristal yapıda olduklarını saf sadece demir katkılı ZnO filmlerin (002) tercihi yönelime sahip olduğu ancak ikili (Fe+Mg) ve üçlü katkılı (Fe+Mg+Cu) filmlerde tercihi yönelimlerin değiştiği görülmüştür. Elde edilen bu kırınım desenlerinden kristal boyutları hesaplanarak tüm filmlerin (002) yönelimi için 20,4 nm ile 29,0 nm arasında değiştiği anlaşılmıştır. Taramalı elektron mikroskop (SEM) çalışmalarında ZnO filmlerin hem farklı oranlardaki demir katkılama hem de ikili ve üçlü katkılamaların yüzey morfolojilerinin değiştirdiği görülmüştür. Yine yapısal özelliklerinin tespitinde Atomik kuvvet mikroskobu (AFM) kullanılarak  2 ve 3 boyutlu yüzey görüntüleri elde edilmiştir. Elektron Paramanyetik Rezonans (EPR) spektroskopisi ile ZnO'ya katkılan atomların mikroskobik davranışlarını açıklamaya katkıda bulunulabilir. EPR spektrumları g ≈ 4.3 ve g ≈ 2.0 değerlerine sahip iki rezonans sinyali gözlemlenmiştir. g ≈ 4.3 ve g ≈ 2.0'de gözlenen sinyaller, sırasıyla örgüde hapsedilmiş Fe+3 iyonlarına ve oksijen boşluğu tarafından tuzaklanmış Fe+3 iyonlarına atfedilmiştir.