Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 1997
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: Mehmet Parlak
Danışman: AYŞE ÇİĞDEM ERÇELEBİ
Özet:öz InSe İNCE FİLMLERİN HAZIRLANIŞI VE ELEKTRİK, YAPI, OPTİK KARAKTERİZASYONU Parlak, Mehmet Doktora, Fizik Bölümü Tez Yöneticisi: Assoc. Prof. Dr. Çiğdem Erçelebi Ocak 1997, 128 sayfa Bu tezde, ısısal buharlaştırma tekniğiyle büyütülmüş InSe ince filmlerin hazırlanışı ve karakterizasyonu üzerine deneysel çalışma sunulmuştur. Taban sıcaklığının ve tavlamanın elektrik, yapı ve optik özellikleri üzerindeki etkilerinin incelenmesi bu çalışmanın temel konusudur. InSe ince filmler farklı sıcaklıklardaki (150-250 °C) cam tabanlar üzerine, tozlaştırılmış InSe tek kristalleri kullanılarak yaklaşık 1um kalınlıkta büyütülmüşlerdir. Bu filmler daha sonra farklı sıcaklıklarda (100-200 °C) 1 saat süreyle azot gazı altında tavlanmışlardır. Oda sıcaklığı iletkenlik ve mobilite değerlerinin tutucu ve tavlama sıcaklığına bağlı olarak 0.5-50 (O-cm)"1 ve 20-204 cm2/V.s aralığında değiştiği gözlenmiştir. Yüksek tutucu sıcaklıklarında, Se kaybının yol açtığı VISe eksikli InSe filmlerin oluşmasından dolayı hemen hemen metalik filmler elde edilmiştir. Sıcaklık bağımlı iletkenlik ve mobilite ölçümleri 50-320 K aralığında gerçekleştirilmiştir. Elektriksel özelliklerin tutucu ve tavlama sıcaklıkların daki değişime kuvvetli bir şekilde bağlı olduğu bulunmuştur. Bütün örnekler için hemen hemen aynı sıcaklık aralıklarında farklı parametrelere sahip üç farklı geçiş mekanizmasının geçerli olduğu tespit edilmiştir. 220 K'in üzerinde ısıl yükünsel salınım geçiş mekanizmasınin etkin olduğu gözlenmiştir. Sırasıyla 100-200 ve 50-100 K sıcaklık aralığında, ısıl yardımlı tünelleme ve değişken erimli hoplamanın en hakim geçiş mekanizmaları olabileceği önerilmiştir. 220 K' in üzerinde bütün örnekler için mobilitenin sıcaklık bağımlılığının Seto'nun ısın yükünsel salınım modeliyle çok iyi açıklanabilmiş olmasına rağmen, 150 ve 200 °C de tavlanan InSe ince filmler için, tane içi (intragrain) iyonlaşmiş safsızlık saçılım mekanizmasının etken mobiliteye katkısının önemli olduğu bulunmuştur. Yapısal çalışmaların sonuçları, InSe ince filmlerin çok örütlü (polycrystal) yapıda ve InSe, ln2Se3, ve ln6Se7 gibi karışık fazlara sahip olduğunu göstermiştir. Bu fazların oluşumunda tutucu sıcaklığının çok etkili olduğu bulunmuş ve yüksek tutucu sıcaklıklarında Se eksikli filmler elde edilmiştir. Büyütülmüş filmlerin optik yasak enerji aralık değerlerinin, artan tutucu ve/veya tavlama sıcaklığıyla yapısal bağdaki azalan düzensizlik ve kusurdan dolayı arttığı bulunmuştur. Bu artış Ts=150 °C de büyütülmüş InSe filmlerde daha etkili olmuştur. Tavlama ve tutucu sıcaklıklarına bağlı olarak direk yasak enerji aralık değerlerinin 1.20 ve 1.37 eV arasında değiştiği gözlenmiştir. vuAnahtar Kelimeler: InSe, İnce Film, Tutucu Sıcaklığı, Tavlama Sıcaklığı, Mobilite, İletkenlik, Yapı, Isıl Yükünsel Salım, Hoplama, Tünelleme, Tabakalı Yarıiletkenler. vuı