SrTiO3 Nanoküplerin sentezi, Yapısal Karakterizasyonu ve Heteroeklem Uygulamaları

Lütfi Bilal TAŞYÜREK

SrTiO3 Nanoküplerin sentezi, Yapısal Karakterizasyonu ve Heteroeklem Uygulamaları

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Anabilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Lütfi Bilal TAŞYÜREK

Danışman: Şakir Aydoğan

Özet:

Bu çalışmanın amacı SrTiO3 nanoküplerinin heteroeklem uygulamalarında aygıt performansını nasıl etkilediğini araştırmaktır. Bu amaç doğrultusunda; [100] doğrultusunda, 400 μm kalınlığında ve 1-10 Ω-cm özdirencine sahip n-Si kristalleri kullanıldı. Kristallerin kimyasal temizleme sürecinden sonra, kristalin mat yüzeyine buharlaştırma yoluyla Al metali kaplandı ve kristallerin diğer yüzeyine SrTiO3 ile Au ve Ni ile desteklenmiş SrTiO3-Au ve SrTiO3-Ni nanoküpleri spin coating metoduyla kaplandı. SrTiO3, SrTiO3-Au ve SrTiO3-Ni nanoküplerin XRD analizleri yapıldı, SEM ve TEM görüntüleri alındı. Sonra 10-5 torr basınç altında SrTiO3, SrTiO3-Au ve SrTiO3-Ni nanoküpler üzerine Sputtering (saçtırma) yöntemi ile Ni nokta kontaklar kaplandı. Böylece, Ni/SrTiO3/n-Si/Al, Ni/SrTiO3-Au/n-Si/Al ve Ni/SrTiO3-Ni/n-Si/Al heteroeklemleri elde edildi. Bu heteroeklemlerin sıcaklığa bağlı I-V (akım-voltaj) ve C-V (kapasite-voltaj) ölçümleri yapıldı. Ni/SrTiO3/n-Si/Al, Ni/SrTiO3-Au/n-Si/Al ve Ni/SrTiO3-Ni/n-Si/Al heteroyapıların farklı metotlar (TE, Cheung ve Norde fonksiyonları) kullanılarak, I-V ölçümlerinden idealite faktörü (n), engel yüksekliği (Φb) ve seri direnç (Rs) gibi bazı temel parametreleri hesaplandı. Bu parametreler sıcaklığın bir fonksiyonu olarak incelendiğinde, artan sıcaklıkla engel yüksekliğinin arttığı ve idealite faktörü ve seri direncin artan sıcaklıkla azaldığı gözlemlendi. Bu değişimler heteroeklemdeki homojensizliğe atfedildi. Ayrıca, C-V ölçümlerinden Fermi enerji seviyesi, difüzyon potansiyeli, iyonize olmuş taşıyıcı yoğunluğu ve engel yüksekliği gibi elektriksel parametreler hesaplandı. Sonuç olarak heteroeklemlerin fabrikasyonunda kullanılan perovskit oksit yapıdaki SrTiO3 nanoküpleri elektriksel parametrelere olumlu etki ettiği gözlendi. Bu yüzden SrTiO3, elektronik aygıt uygulamalarında potansiyel bir aday malzemedir.