Katkılı GaSe ve Katkısız GaSe Tek Kristallerinin Büyütülmesi, Optik ve Optik ve Elektriksel Özellikleri


Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2017

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Afsoun ASHKHASİ

Danışman: Bekir Gürbulak

Özet:

GaSe, güneş pilleri, Kızıl ötesi detektörler ve dönüştürücüler ve birtakım teknolojik uygulamalarda gelecek vaad etmektedir, bu kristal üzerine olan ilgi gün geçtikçe artmakladır. Bu çalışmada GaSe ve GaSe:Cd yarıiletken bileşiğini modifiye Bridgman-Stockbarger metoduyla büyütülmüştür, büyütülen yarıiletkenlerin yapısal elektrik ve optik özelliklerinin incelenmiştir. Numunelerin, yapısal ve morfolojik karakterizasyonları XRD, SEM, EDAX ve AFM teknikleri kullanılarak gerçekleştirildi. XRD sonuçları, büyütülen numunelerin hekzagonal kristal yapıya sahip olduklarını ve Cd katkılamanın pik şiddetlerini düşürdüğü gösterdi. XRD sonuçları kullanılarak, örgü parametreleri a=b= 3,749 Å ve c=15,907 Å olarak hesaplandı. SEM ve AFM sonuçlarından, ortalama tanecik büyüklüğünün ve numunelerin homojen olduğu gözlendi ve  EDAX tekniği ile kristallerde  bulunan Ga,Se ve Cd elementleri tespit edilmiştir. Elektrik ölçüleri yardımıyla manyetorezistans katsayısı, taşıyıcı yoğunluğu, Hall katsayısı, mobilite ve elektriksel özdirenç değerleri hesaplandı ve bu niceliklerin sıcakhkğa bağlı değişimleri incelendi.  Dahas onra, Au-Ge/p-GaSe:Cd/In  diyotun akım-voltaj (I-V) karakteristikleri 40-360 K sıcaklık aralığında 10 K 'lik adımlarla alınmıştır. ln(I)–V grafiğinden hesaplanan engel yükseklikliği azalan sıcaklıkla azaldığı, idealite faktörlerinin de arttığı görülmüştür, buda metal yarıiletken arayüzeylerde engel yüksekliğinin Gaussian dağılıma sahip olduğu varsayılarak açıklanmıştır. Kristallerin sıcaklığa bağlı optik soğurma ölçüleri 10-320 K sıcaklık aralığında, 10 K 'lik adımlarla alınmıştır. Eksiton ve yasak enerji aralığının sıcaklığa bağlı değişimi incelenmiştir. Yapıya katkılanan Cd elementi GaSe kristallinin optik soğurma şiddetini artırmış ve soğurma kıyısının daha kısa dalga boyu tarafa kaymasına neden olmuştur. Tavlanan numunelerde soğurma şiddetini azalmış ve eksiton ve bant gap artmıştır