Metal (Au, Ni, Cr)/GO-Fe3O4 (NP)/ n-Si /Al heteroyapıların üretimi ve elektriksel özelliklerinin sıcaklığa bağlı olarak incelenmesi

---

Tezin Türü: Doktora

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

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: İLKNUR GÜMÜŞ

Danışman: Şakir Aydoğan

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Amaç: Bu çalışmada farklı metaller (Au, Ni, Cr) kullanılarak üretilen Metal/GO-Fe3O4 Nanoparçacık (NP)/n-Si/Al heteroyapıların üretimi ve sıcaklığın bu aygıtların karakteristikleri üzerine etkileri detaylı olarak incelenmiştir. Yöntem: GO-Fe3O4 nanoparçacıkların yapısal ve morfolojik özellikleri XRD, TEM, SEM ve FTIR kullanılarak karakterize edildi. Nanoparçacıklar kullanılarak üretilen aygıtların metal/n-Si Schottky diyoduna göre daha iyi performans sergilediği görüldü. Ayrıca heteroeklemlerden Cr ile üretilen aygıtın daha iyi performans gösterdiği görüldü. Her üç metalle üretilen aygıtların geniş sıcaklık aralıklarında I-V (akım-voltaj) ve C-V (kapasite-voltaj) ölçümleri alındı. Termiyonik Emisyon, Cheung ve Norde fonksiyonları gibi farklı metotlarla, I-V ölçümlerinden idealite faktörü (n), engel yüksekliği (Φb) ve seri direnç (Rs) gibi bazı temel diyot parametreleri hesaplandı. Bulgular: Bu parametrelerin sıcaklığa bağlılığı incelendiğinde, her üç aygıt için de artan sıcaklıkla engel yüksekliğinin arttığı ve idealite faktörünün ise azaldığı gözlemlendi. Bu durum eklem bölgesindeki homojensizliğe atfedildi. Seri direncin ise Au/GO-Fe3O4(NP)/n-Si/Al heteroeklemi için artan sıcaklıkla azaldığı, Cr/GO-Fe3O4(NP)/n-Si/Al ve Ni/GO-Fe3O4 (NP)/n-Si/Al heteroeklemleri için ise artan sıcaklıkla az miktarda arttığı gözlemlendi. Dirençteki değişimler taşıyıcı konsantrasyonunun durumuna atfedildi. Ayrıca, C-V ölçümlerinden Fermi enerji seviyesi, difüzyon potansiyeli, taşıyıcı konsantrasyonu ve engel yüksekliği gibi diyot parametreleri hesaplandı. Artan sıcaklıkla Fermi enerji seviyesinin artması ve difüzyon potansiyelinin azalması arayüzeydeki tuzaklara atfedildi. Sıcaklık artışıyla engel yüksekliğinin Au/GO-Fe3O4(NP)/n-Si/Al heteroeklemi için artması engelin homojensizliği, Cr/GO-Fe3O4(NP)/n-Si/Al ve Ni/GO-Fe3O4(NP)/n-Si/Al heteroeklemleri için azalması heteroeklemlerin bant aralığının azalmasıyla açıklandı. Sonuç: Genel olarak her üç metalle üretilen aygıtların termoelektrik özelliklerinden termal sensör uygulama potansiyeli olduğu görüldü.