TiO2 tabanlı heteroeklem yapının temel karakteristik parametrelerinin sıcaklığa bağlı I-V (akım-voltaj) ve C-V (kapasite-voltaj) ölçümlerinden tayin edilmesi

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2025

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: MURAT KOCA

Danışman: Şakir Aydoğan

Özet:

Amaç: Bu tez çalışmasında, TiO₂ tabanlı heteroeklem yapının temel karakteristik parametrelerinin sıcaklığa bağlı I–V (akım-voltaj) ve C–V (kapasite-voltaj) ölçümlerinden tayin edilmesi amaçlanmıştır. Yöntem: p-tipi silikon örnekleri, öncelikle aseton ve metanol kullanılarak temizlendi, ardından yaygın olarak kullanılan RCA temizleme prosedürü uygulanarak yüzeydeki organik kirlerden arındırıldı. Temizlik işlemlerinin ardından, Al kullanılarak 200 nm kalınlığında vakum ortamında termal buharlaştırma yöntemiyle omik kontak gerçekleştirildi. p-Si/Al yapısına, N₂ atmosferinde 10 dakika süreyle 580°C'de ısıl işlem uygulandı. Sonraki aşamada, TiO₂ tabakası katodik elektrokaplama ile p-Si alt tabakalar üzerine büyütüldü. Biriktirilen metal oksit filminin yapısal, morfolojik ve optik karakterizasyonundan sonra TiO₂ yüzeyine Au buharlaştırılarak Au/TiO₂/p-Si/Al yapısında 15 aygıt üretildi. Oda sıcaklığında yapılan I-V ölçümleri sonrasında optimum davranış gösteren bir aygıtın, geniş sıcaklık aralığında I–V ve C–V ölçümlerinin analizi yapıldı. Ayrıca, başka bir aygıt ışığa maruz bırakılmış ve n-TiO₂/p-Si heteroekleminin ışık tepkisini araştırmak için I–V ölçümleri analiz edildi. Aygıtın ters beslem akım değerinin ışığa maruz kalmasıyla, önemli ölçüde artan bir fotodiyot özelliği sergilediği belirlendi. Aygıtın sıcaklığa bağlı I–V ve C–V ölçümlerinde eşlik eden enerji bariyerinin, voltaja da bağlı olduğunu gösterdi. Sıcaklıkla ilişkili I–V ölçümlerinin değerlendirilmesi için termiyonik emisyon ve Norde yöntemi kullanıldı. Bulgular: Denge koşullarına göre, bariyer yüksekliğinin sıcaklıkla artış gösterdiği (80 K'de 0,24 eV ve 300 K'de 0,76 eV) ve idealite faktörünün azaldığı (80 K'de 4,94; 300 K'de 3,17) gözlemlendi. Bu davranış, n-TiO₂/p-Si'nin homojen olmayan bariyer yüksekliğine atfedildi