RF saçtırma yöntemi ile GaN ince filmlerinin büyütülmesi yapısal, morfolojik ve optik özelliklerinin incelenmesi

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Nanobilim ve Nanomühendislik Anabilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2017

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ASİM MANTARCI

Danışman: Mutlu Kundakçı

Özet:

Bu tez çalışmasında, n-Si, p-Si, safir, cam, ITO alttaşlar üzerine GaN ince filmleri farklı RF gücü, argon gazı ve azot gazı büyüme koşullarında, RF magnetron saçtırma yöntemi kullanılarak büyütülmüştür. Elde edilen GaN ince filmlerinin yapısal, morfolojik ve optik özellikleri deneysel olarak incelenmiştir. Bu ölçümlerden biri olan XRD analizinden, ince filmlerin hegzagonal kristal yapıya sahip olduğu ve malzemenin kristal tanecik boyutu, yönelimleri, örgü sabitleri belirlenmiştir. Atomik kuvvet mikroskopu ölçümlerinin değerlendirilmesinden, ince filmin morfolojik özellikleri ve ortalama yüzey pürüzlülük değerleri elde edilmiştir. SEM resimleri, büyütülen ince filmlerin hemen hemen homojen olduğunu ve tanecikli, periyodik yapıda büyüdüğünü XRD sonuçlarını da destekleyerek göstermiştir. Soğurma ölçümleri analizinden, optoelektronik aygıtlar için çok önemli bir parametre olan optik bant aralığı enerji değerleri hesaplanmıştır. Bunun yanı sıra yüzdelik yansıma ölçümü alınmıştır ve bunların değerlendirilmesinden, ince filmlerin ultraviyole ve görünür bölgedeki yansıma oranları büyütme koşullarına bağlı olarak karşılaştırılmıştır. Raman spektroskopisinden büyütülen ince filmlerin, E(2)(yüksek) ve E(1)(TO) optik fonon modlarına sahip olduğu bulgusuna varılmıştır. Ayrıca, E(2)(yüksek) pikinin Raman kaymasındaki sapma miktarından yararlanarak, aygıt uygulamaları için önemli bir mekanik parametre olan kalıcı gerilim (residual stress) değerleri, gerilim şekilleri bulunmuştur ve bu gerilimlerin sebepleri açıklanmıştır. Elde edilen veriler literatür ile karşılaştırılmıştır. Sonuçta, büyütme koşullarının değiştirilmesi ve farklı alttaş kullanılması ile malzemenin yapısal, morfolojik ve optik özellikleri üzerine etkileri değerlendirilmiş ve analiz edilmiştir.