1,3-BİS-(P-İMİNOBENZOİK ASİT) İNDAN LANGMUIR-BLODGETT (LB) FİLMLERİN ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLERİ



Benzer belgeler
ZnS Nanoparçacıklar İçeren Langmuir-Blodgett İnce Filmlerin Elektriksel Özellikleri

1,3-bis-(p-iminobenzoik asit)indan Langmuir-Blodgett filmlerinin karakterizasyonu ve organik buhar duyarlılığı

T.C. ANKARA ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJESİ KESİN RAPORU

TEZ ONAYI Tayfun UZUNOĞLU tarafından hazırlanan II-VI Yarıiletken Nanoparçacık İçeren Organik Langmuir-Blodgett İnce Filmlerin Özelliklerinin İncelenm

ATMALI FİLTRELİ KATODİK VAKUM ARK DEPOLAMA YÖNTEMİYLE ÇİNKO NİTRÜR (Zn 3 N 2 ) ÜRETİMİ VE OPTİKSEL ÖZELLİKLERİ *

ÇANAKKALE-ÇAN LİNYİTİNİN KURUMA DAVRANIŞI

YENİ BİR İLETKEN POLİMER: POLİ(3,8 DİAMİNOBENZO[c]SİNNOLİN) ELEKTROKİMYASAL ÜRETİMİ VE ELEKTROKROMİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

METAL SABUNLARI İNCE FİLMLERİ

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ FİZİK ANABİLİM DALI

Abs tract: Key Words: Meral ÖZEL Nesrin İLGİN

100 kv AC YÜKSEK GERİLİM BÖLÜCÜSÜ YAPIMI

SPEKTROSKOPİK ELİPSOMETRE

7. DİRENÇ SIĞA (RC) DEVRELERİ AMAÇ

A) DENEY NO: HT B) DENEYİN ADI: Doğrusal Isı İletimi Deneyi

MİKRODALGA ÖLÇÜM TEKNİKLERİ

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

Kimyasal Depolama Yöntemiyle Elde Edilen CdSe Filmlerinin Elektriksel Karakteristikleri

12. Ders Yarıiletkenlerin Elektronik Özellikleri

İstatistiksel Mekanik I

T.C. BALIKESİR ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ FİZİK ANABİLİM DALI

ER 3B ULTRA VİYOLE DEDEKTÖR

PÜSKÜRTME YÖNTEMİ İLE HAZIRLANAN CdO İNCE FİLMLERİN ÖZELLİKLERİ * Properties of CdO Thin Films Deposition by Spray Methods*

T.C. BALIKESİR ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ FİZİK ANABİLİM DALI

Harici Fotoelektrik etki ve Planck sabiti deney seti

TEMEL ELEKTRONİK. Kondansatör, DC akımı geçirmeyip, AC akımı geçiren devre elemanıdır.

Sb 2 Te 3 ve Bi 2 Te 3 İÇERİKLİ YARI İLETKEN ALAŞIMLARIN ÜRETİMİ ve TERMOELEKTRİK, YAPISAL, MİKROYAPISAL ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ ÖZET

KALİKSEREN MADDELERİNİN İNCE FİLM VE ELEKTRİK ÖZELLİKLERİ

CdS:In Filmlerinin Optik, Yüzey ve Elektrik Özellikleri Üzerine Isıl Tavlamanın Etkisi

Makine Mühendisliği Bölümü Isı Transferi Ara Sınav Soruları. Notlar ve tablolar kapalıdır. Sorular eşit puanlıdır. Süre 90 dakikadır.

ZnO TABANLI YARIİLETKENLERDE METAL KONTAK ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI * Investigation of Metal Contact Properties at ZnO Based Semiconductors

AKM 205-BÖLÜM 2-UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ

Selçuk Üniversitesi. Mühendislik-Mimarlık Fakültesi. Kimya Mühendisliği Bölümü. Kimya Mühendisliği Laboratuvarı. Venturimetre Deney Föyü

FİZ4001 KATIHAL FİZİĞİ-I

dq I = (1) dt OHM YASASI ve OHM YASASI İLE DİRENÇ ÖLÇÜMÜ

6-AMİNO-m-KRESOL POLİMERİNİN PASLANMAZ ÇELİK ÜZERİNE SENTEZİ VE KOROZYON PERFORMANSININ İNCELENMESİ *

In Katkılı CdS Filmlerinin Optik, Elektrik ve Yüzey Özelliklerinin İncelenmesi

Hareket halindeki elektrik yüklerinin oluşturduğu bir sistem düşünelim. Belirli bir bölgede net bir yük akışı olduğunda, akımın mevcut olduğu

KOBALT KATKILI ZnO İNCE FİLMLERİN OPTİK ÖZELLİKLERİ. OPTICAL PROPERTIES OF Co DOPED ZnO THIN FILMS

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

HT-350 ISIL İLETKETLİK EĞİTİM SETİ DENEY FÖYLERİ

DEMET DİAGNOSTİĞİ. İlhan TAPAN Uludağ Üniversitesi

AMETĠST 'ĠN TERMOLÜMĠNESANS VE OPTĠKSEL ÖZELLĠKLERĠNĠN ARAġTIRILMASI SERA ĠFLAZOĞLU HASAN YÜREK ADĠL CANIMOĞLU

ÖZET

BÖLÜM 7. ENSTRÜMENTAL ANALİZ YÖNTEMLERİ Doç.Dr. Ebru Şenel

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

16. Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantısı, Gazi Üniversitesi, 6 Kasım 2009 ÇAĞRILI KONUŞMALAR

ZnO Yarıiletken Filmlerinin Optik, Elektrik ve Yüzey Özellikleri Üzerine Isıl Tavlama İşleminin Etkileri

SİSTEMİ YRD.DOÇ. DR. CABBAR VEYSEL BAYSAL ELEKTRIK & ELEKTRONIK YÜK. MÜH.

Co Katkılı ZnO İnce Filmlerinin Üretimi ve Karakterizasyonu

Püskürtme Yöntemi ile Farklı Taban Sıcaklıklarında Elde Edilen Cd 0,22 Zn 0,78 S Filmlerinin X-Işınları Çalışması

Semboller : :Açma kapama alteri :Ate leme butonu :Yardımcı röle :Merkez kontak :Normalde açık kontak :Normalde kapalı kontak :UV.

FİZİK-II DERSİ LABORATUVARI ( FL 2 5 )

Ders 3- Direnç Devreleri I

Hitit Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, 19030,ÇORUM

ALTERNATĐF AKIM (AC) I AC NĐN ELDE EDĐLMESĐ; KARE VE ÜÇGEN DALGALAR

HYDROTERMAL YÖNTEMİYLE NİKEL FERRİT NANOPARTİKÜLLERİN SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU

ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ OTOMOTİV MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ 3. HAFTA

Depozisyon Teknikleri

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ 5. HAFTA

TÜBİTAK-BİDEB Lise Öğretmenleri (Fizik, Kimya, Biyoloji ve Matematik) Proje Danışmanlığı Eğitimi Çalıştayı LİSE-2 (ÇALIŞTAY 2012) SUYUN DANSI

MAK-LAB007 AKIŞKAN YATAĞINDA AKIŞKANLAŞTIRMA DENEYİ

BARA SİSTEMLERİ HAKKINDA GENEL BİLGİLER

DENEY 2: TEMEL ELEKTRİK YASALARI-GERİLİM VE AKIM ÖLÇÜMLERİ

EĞİTİM VE ÖĞRETİM YILI FİZİK ANABİLİM DALI DERS PLANI Güz Yarı yılı HAFTALIK DERSİN ADI KREDİSİ DERSİN

Akım ve Direnç. Bölüm 27. Elektrik Akımı Direnç ve Ohm Kanunu Direnç ve Sıcaklık Elektrik Enerjisi ve Güç

Al/CuO/p-Si/Al Diyot Yapısının Elektriksel Özellikleri

Bünyamin Şahin ve Sedat Ağan

FARKLI MOLARİTELİ ZnO İNCE FİLMLERİN OPTİK ÖZELLİKLERİ

DÖRT NOKTA TEKNİĞİ İLE ELEKTRİKSEL İLETKENLİK ÖLÇÜMÜ DENEYİ FÖYÜ

Continuous Spectrum continued

İletim Hatları ve Elektromanyetik Alan. Mustafa KOMUT Gökhan GÜNER

Optoelektronik Malzemeler ve Cihazlar (CEAC 555) Ders Detayları

12. DC KÖPRÜLERİ ve UYGULAMALARI

Hava Hattı İletkenlerine Gelen Ek Yükler

İYONİK ÇEVRENİN ENZİM-ULTRAFİLTRASYON MEMBRAN ARAYÜZEY ETKİLEŞİMLERİNE ETKİSİ

Işınım ile Isı Transferi Deneyi Föyü

8. ALTERNATİF AKIM VE SERİ RLC DEVRESİ

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ISI LABORATUVARI ISI İLETİM KATSAYISININ TESPİTİ DENEY FÖYÜ

DENEY 6 TUNGSTEN FİTİLLİ AMPUL VE YARIİLETKEN DİYOT

BÖLÜM 2. FOTOVOLTAİK GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (PV)

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Optoelektronik Malzemeler ve Cihazlar (CEAC 555) Ders Detayları

TOA06 SÜRÜKLENME KANALLI TAŞKIN YATAKLARDA MİNİMUM TAŞKINLAŞMA HIZININ BELİRLENMESİ

Radyatör Arkalarına Yerleştirilen Yansıtıcı Yüzeylerin Radyatör Etkisi

ELEKTRONİK DEVRE TASARIM LABORATUARI-I MOSFET YARI İLETKEN DEVRE ELEMANININ DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

BÖLÜM 1: Matematiğe Genel Bakış 1. BÖLÜM:2 Fizik ve Ölçme 13. BÖLÜM 3: Bir Boyutta Hareket 20. BÖLÜM 4: Düzlemde Hareket 35

BÖLÜM 3. Yrd. Doç.Dr. Erbil Kavcı. Kafkas Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümü

Sensörler. Yrd.Doç.Dr. İlker ÜNAL

MOTORLAR-5 HAFTA GERÇEK MOTOR ÇEVRİMİ

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

MMM291 MALZEME BİLİMİ

YRD.DOÇ. DR. CABBAR VEYSEL BAYSAL ELEKTRIK & ELEKTRO NIK Y Ü K. M Ü H.

Makine Mühendisliği İçin Elektrik-Elektronik Bilgisi. Ders Notu-4 Kondansatörler ve Bobinler

PLASTİKLEŞTİRİLMİŞ PVC FİLMLERİNİN SU BUHARI TAŞINIM ÖZELLİKLERİ

ER 3 A / B / E Tipi ultraviyole alev dedektörleri

PİEZOELEKTRİK YAMALARIN AKILLI BİR KİRİŞİN TİTREŞİM ÖZELLİKLERİNİN BULUNMASINDA ALGILAYICI OLARAK KULLANILMASI ABSTRACT

Atmosferik çoklu brülör sistemleri.

Fotonik Kristallerin Fiziği ve Uygulamaları

Transkript:

1,3-BİS-(P-İMİNOBENZOİK ASİT) İNDAN LANGMUIR-BLODGETT (LB) FİLMLERİN ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLERİ Hüseyin SARI 1, Tayfun UZUNOĞLU, Onur TURHAN* Ankara Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Fizik Mühendisliği Bölümü, 06100 Tandoğan, Ankara *Balıkesir Üniversitesi Fen Edebiyet Fakültesi Kimya Bölümü, 10145 Çağış, Balıkesir ÖZET 1,3-bis-(p-iminobenzoik asit) indan olarak bilinen organik molekül, katı yüzey üzerinde Langmuir-Blodgett (LB) film tekniği ile ilk kez büyütüldü. Filmlerin katı yüzey üzerine transferlerinin gerçekleştiğini doğrulamak için büyütme sırasında kuartz kristal mikrobalans yöntemi, büyütme sonrasında da UV-görünür soğurma spektrumlarından yararlanıldı. Filmlerin elektriksel özellikleri, metal/lb-film/metal şeklinde üretilen yapılarda oda sıcaklığındaki I-V ölçülerek incelendi. I-V eğrilerinin Schottky mekanizmasına uyduğu kabul edilerek LB film/metal engel yüksekliği 1,0 ev olarak hesaplandı. Anahtar Kelimeler: Langmuir-Blodgett (LB) ince film, 1,3-bis-(p-iminobenzoik asit) indan, kuartz kristal mikrobalans ABSTRACT Organic material 1,3-bis-(p-iminobenzoi acid) indane was grown on glass substrates by Langmuir-Blodgett film (LB) technique for the first time. Quality of the transferred LB films was verified by measuring quartz crystal microbalance and UV-visible absorption spectra. Electrical properties of the different layered films were investigated by measuring room temperature I-V curves. By analyzing I-V curves and assuming Schottky conduction mechanism the barrier height was found to be as 1.0 ev. Key words: Langmuir-Blodgett thin films, 1,3-bis-(p-iminobenzoic acid) indane, quartz crystal microbalance 1 eposta: hsari@eng.ankara.edu.tr 46

1-Giriş Su-hava ara yüzeyinde yüzen organik moleküllerin, katı bir yüzeye transfer edilmesiyle üretilen ince filmlere Langmuir-Blodgett (LB) filmler, kullanılan tekniğe ise Langmuir- Blodgett ince film üretim tekniği adı verilir. Bu teknik yardımıyla düzenli yapıya sahip, simetrik veya simetrik olmayan organik ince filmlerin üretimi mümkündür. Üretilen filmlerin kalınlıkları nanometre mertebesinde olup, moleküler mimarisi kolayca kontrol edilebilir (1, 2). LB film tekniğinin, moleküler kalınlık mertebesinde üretim yapan spin kaplama, buharlaştırma ve moleküler beam epitaxy (MBE) gibi bir çok tekniğe göre, belirgin üstünlükleri vardır. LB tekniği oldukça ucuz ve büyütülen filmlerin moleküler mimarisi kolayca kontrol edilebilir. Bu teknik ile üretilen organik filmler, temel bilimlerde olduğu kadar teknolojik uygulamalarda da kullanılmaktadır. Bu uygulamalardan başlıcaları gaz sensörleri, pyroelektrik malzemeler ve son zamanlarda yoğun bir ilgi alanı olan ve optoelektronik uygulamalarda kullanılan CdS, ZnS gibi II-VI bileşik yarıiletken nanoparçacıkların büyütülmesidir (3, 4, 5). Oda sıcaklığında kuantum etkilerin görülebilmesi için LB film içinde oluşturulan bu türden nanoparçacıkların boyutlarının elektronun de Broglie dalga boyutu ile karşılaştırılacak mertebesinde olması gerekmektedir. 15 Å mertebesinde nanoparçaçıklar LB tekniği ile üretilebilmiştir (6). LB filmler içinde büyütülen nanoparçacıkların büyüklüğü ve dağılımı organik moleküllerin boyutu ile orantılıdır (3). Küçük boyutlardaki LB filmler içinde daha küçük boyutlarda nanoparçacıklar oluşturmak mümkündür. Bu amaçla, farklı türden organik moleküller LB tekniği ile üretilmeye çalışılmakta, bunların II-VI yarıiletken nanoparçacıkların üretimi için uygunlukları araştırılmaktadır. Bu çalışmada, 1,3-bis-(p-iminobenzoik asit) indan (IBI) organik molekülü LB tekniği ile değişik katmanlarda ilk kez cam alttaşlar üzerinde büyütüldü. Büyütme sırasında kuartz kristal mikrobalans (QCM) tekniği, büyütme sonrasında ise UV-Vis. soğurma spektrometre ile film transferinin gerçekleştiği kontrol edildi. Bu moleküllerden metal/lb film/metal şeklinde sandviç yapılar oluşturularak filmlerin elektriksel özellikleri incelendi. 2. Yöntem Şekil 1 de kimyasal yapısı görülen organik IBI molekülü, 9:1 oranında kloroform ve metanol içerisinde çözüldü. LB film üretmek için malzeme, saf su doldurulmuş NIMA 622 LB teknesi yüzeyine serpildi. Çözücülerin buharlaşması için 15 dakika beklendi ve bariyerler 1000 mm min -1 sıkıştırma hızı ile kapatıldı. 47

Şekil 1: 1,3-bis-(p-iminobenzoik asit) indan molekülünün kimyasal yapısı IBI in π-a izoterm grafiği ph 6 değerinde, yüzey basıncının yüzey alanına göre değişimi ölçülerek bulundu. Bu işlem birkaç kez tekrarlanarak Şekil 2 deki tekrarlanabilir izoterm grafiği oluşturuldu. LB film üretimi sırasında çözeltinin sıcaklığı Lauda Ecoline RE 204 model sıcaklık kontrol birimi ile denetlendi ve bütün deneysel veriler oda sıcaklığında alındı. İzoterm grafiğinden faydalanılarak uygun transfer basıncı 20 mn m -1 olarak seçildi. Sırası ile 5, 11, 15 tabaka LB filmler, alttaşın dik olarak çıkarılıp daldırılması ile simetrik yapıya sahip Y-tipi LB film üretildi. Bu çalışmada, LB filmlerin optik özelliklerini incelemek için temizlenmiş mikroskop camı, elektriksel ölçümler için ise yarısı alüminyum kaplanmış cam alttaşlar kullanıldı. Organik molekülün katı yüzey üzerine transferini belirlemek için de çapı 5.5 mm olan ve ticari olarak satılan kuartz kristal kullanıldı. 40 35 Basınç (mn/m) 30 25 20 15 10 5 0 100 200 300 400 500 600 Alan (cm 2 ) Şekil 2: 1,3-bis-(p-iminobenzoik asit) indan molekülüne ait izoterm grafiği Elektriksel ölçümler için, alüminyum kaplı cam alttaş üzerinde büyütülen LB filmler, büyütme işleminden hemen sonra üst elektrot kaplamak için inilebilir vakum seviyesi 8 x 10-7 48

mbar olan ısıl buharlaştırıcıya yerleştirildi. 1 mm x 15 mm boyutlarında 16 adet paralel açıklıkları olan maske kullanılarak üst elektrotlar saf alüminyum buharlaştırılarak oluşturuldu. Üst elektrot kaplama işlemi sırasında organik filmlerin zarar görmemesi için örnekler kaynaktan mümkün olduğunca uzağa yerleştirildi ve minimum buharlaşma hızı kullanıldı. Şekil 3, elektriksel ölçümler için kullanılan metal/lb film/metal yapısının son halini göstermektedir. üst elektrot (Al) alt elektrot (Al) LB film cam Şekil 3: Elektriksel ölçümler için kullanılan metal/lb film/metal sandviç yapısı Optik ölçümler Perkin Elmer Lambda-2 UV-görünür spektrometresi ile, elektriksel ölçümler ise HP 4192A empedans analizörü, Keithley 228A akım kaynağı, Keithley 6514 voltmetre ve Keithley 485 ampermetre kullanılarak yapıldı. Bütün veriler GPIB interface kartı ile ve labview yazılımı kullanılarak otomatik olarak alındı. QCM ölçümleri, Motech FG513 13 MHz Fonksiyon Generatörü, Pintek osiloskop, 24 Volt luk DC güç kaynağı ve kristal osilatör devresi (9 MHz) ile alındı. 3- Bulgular LB filmleri alttaşlar üzerinde büyütmeden önce alttaş üzerine her daldırmaya bağlı olarak transfer edilen madde miktarını, buna bağlı olarak da her katmanın kalınlığının homojen olduğunu öğrenmek üzere QCM yöntemi kullanıldı. Kuartz kristal üzerine transfer edilen madde miktarı, kuartz kristalin frekansında oluşan fark ile orantılıdır. Şekil 4 de tabaka sayısına bağlı olarak frekanstaki değişimi göstermektedir. Grafikten görüldüğü gibi kuartz kristal üzerine transfer edilen kütleye bağlı olarak frekansdaki değişim doğrusal olmaktadır. Doğrusal ilişki, LB filmlerin düzenli yapıda alttaş üzerine transfer edildiğinin göstergesidir. 4x10 3 Frekans Değişimi (Hz) 3x10 3 2x10 3 1x10 3 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Tabaka Sayısı (N) Şekil 4: Kuartz kristali frekans değişmenin tabaka sayısına göre değişimi 49

Rezonans frekansındaki değişim, f, doğrudan kuartz kristalin üzerindeki kütleye orantılı olarak gösterilebilir ve frekanstaki bu değişim Sauerbrey denklemi olarak ifade edilir (7). 2 2 f0 m f = (1) ρ va q q Burda, f 0 transferden önceki frekans, ρ q slab piezoelektrik yoğunluğu, v q kuartz içindeki akustik dalganın hızı, m her depolanmadaki kütle miktarı, A ise elektrot yüzey alanıdır. Her tabakada transfer edilen kütle miktarı, frekanstaki değişimden m = ( 1.15 ± 0.01) f ng formülü kullanılarak bulunabilir. Şekil 4 den her bir tabakanın transferinden frekanstaki değişim 243 Hz olarak bulunmaktadır. Bu da kristal üzerine her tabakada transfer edilen film miktarının 280 ng olduğunu gösterir. Şekil 5, cam alttaş üzerinde büyütülen 5, 11, 15 tabaka filmlerin UV-görünür soğurma eğrilerini göstermektedir. Soğurma spektrumundan, tabaka sayısına (N) bağlı olarak yüzde soğurma (A) bulunabilir (8). Şekil 5 den, 586 nm dalga boyuna karşı gelen soğurma değerleri, Şekil 5 in içindeki grafikte verilmiştir. Soğurma (%) 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Soğurma (%) 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 400 600 800 1000 Dalgaboyu (nm) Tabaka Sayısı (N) 5 tabaka 11 tabaka 15 tabaka Şekil 5: 5, 11, 15 tabaka 1,3-bis-(p-iminobenzoik asit) indan molekülüne ait soğurma spektrumu. İçerdeki grafik, tabaka sayısına göre soğurmayı göstermektedir. A(N)-N grafiğinden görüldüğü gibi, tabaka sayısı ile soğurma arasında doğrusal bir ilişki vardır. Soğurmanın kalınlıkla orantılı olduğu düşünülürse tabakaların homojen olarak alttaş üzerine transferinin gerçekleştiği söylenebilir. LB filmlerin elektriksel özellikleri, oda sıcaklığında I-V ölçümleri alınarak araştırıldı. Şekil 6, incelenen bütün örneklerin I-V eğrilerini göstermektedir. Eğriler incelendiğinde bütün 50

örneklerin I-V eğrilerinin simetrik olduğu ve akımın gerilimle üstel olarak değiştiği görülmektedir. 9,0x10-10 Akım (A) 6,0x10-10 3,0x10-10 0,0-2,5-2,0-1,5-1,0-0,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0-3,0x10-10 -6,0x10-10 -9,0x10-10 Gerilim(V) 5 tabaka HN29 11 tabaka HN29 15 tabaka HN29 21 tabaka HN29 Şekil 6: Oda sıcaklığında ölçülen I-V eğrileri LB filmlerin I-V eğrilerinden faydalanarak elektron iletim mekanizmasını daha iyi anlayabilmek için V 1/2 ye karşı akım yoğunluğunun doğal logaritması lnj alınarak analiz edilebilir. Şekil 7, bütün örneklerin yeniden hesaplanan lnj - V 1/2 grafiklerini göstermektedir. Görüldüğü gibi bütün örnekler için bu ilişki doğrusal özellik göstermektedir. Bu doğrusal ilişki, iletim mekanizmasının Poole-Frenkel veya Schottky mekanizmasına uyduğunu söylemektedir (9). Bu çalışmada kullanılan IBI organik molekülü yeni sentezlenmiş olduğundan dolayı bu malzemenin dielektrik sabiti, tuzak yoğunluğu, mobilite veya filmlerin gerçek kalınlığı gibi parametreler hakkında yeterli bilgiye henüz sahip olmadığımızdan, bu iki mekanizmadan hangisinin olacağı konusunda kesin bir ayırım yapamayız. Bununla birlikte elimizdeki sonuçlardan bazı öngörülerde bulunulabilir. -8-10 lnj (A/m 2 ) -12-14 -16 5 tabaka 11 tabaka 15 tabaka 21 tabaka 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 Gerilim 1/2 (V 1/2 ) Şekil 7: Farklı katmanlar için lnj nin V 1/2 ye göre değişimi 51

İletkenliğin Schottky iletim mekanizasına uyduğu düşünülürse I-V ilişkisi, eϕ I M AT V kt 2 1/2 =.. exp( + β ) (2) şeklinde yazılabilir (9). Burada, e elektron yükü, A metal elektrot alanı, T sıcaklık, k Boltzmann sabiti, ϕ potansiyel bariyeri, M Richardson sabiti, V uygulanan gerilim ve β Poole-Frenkel alan-azaltma katsayısıdır ve açık şekilde β e kt e πε ε d 1/2 = ( ) (3) o r şeklinde ifade edilir. Burda da ε r filmin dielektrik sabiti, ε 0 boş uzayın elektriksel geçirgenliği, d ise LB filmin kalınlığıdır. Şekil 7 de çizilen lnj - V 1/2 grafiğinin V=0 daki lnj değerleri ve eşitlik 2 den yararlanarak engel yüksekliği (ϕ ) = = e kt ϕ (4) 2 ln JV ( 0) ln( MT ) ( ) bulunabilir. Richardson sabitini serbest elektron için alıp eşitlik 5 kullanılarak, değişik tabaka sayıları için bariyer yüksekliği bulunabilir. LB filmi için hesaplanan bariyer yükseklikleri ve hesaplamada kullanılan detaylar Tablo 1 de verilmiştir. Görüldüğü gibi 5, 11, 15 ve 21 tabaka filmler için elde edilen engel yükseklikleri arasında iyi bir uyum vardır. LB film/alüminyum engel yüksekliğinin hesaplanan ortalama değeri 1.0 ev olarak verilebilir. LB filmlerin engel yüksekliğini bulmak için benzer çalışmalar farklı bilim adamları tarafından da kullanılmıştır. Örneğin Geddes ve arkadaşları, LB tekniği ile M/I/M şeklinde ürettikleri farklı kalınlıklardaki 22-trikosenoik asit organik bileşiğinin engel yüksekliğini filmlerin lnj- V 1/2 eğrilerinden faydalanarak hesaplamışlardır (9). Tablo 1: Bariyer yüksekliği için hesaplanan değerler Tabaka sayısı lnj (V=0) Engel yüksekliği ϕ (ev) 5-13.54 0.98 11-14.18 1.00 15-13.67 0.99 21-15.61 1.04 4- Tartışma ve Sonuç Bu çalışmada, IBI olarak adlandırılan 1,3-bis-(p-iminobenzoik asit) indan (IBI) organik molekülü, LB film tekniği ile ilk kez 5, 11 ve 15 tabaka olarak katı alttaş üzerinde büyütüldü. Filmlerin katı bir yüzey üzerine düzenli bir şekilde transferinin sağlandığı QCM yöntemi ile 52

ölçüldü ve her tabakada 237 ng maddenin depolandığı hesaplandı. Filmlerin optik özelliği, UV soğurma spektrumu incelenerek, soğurma miktarının tabaka sayısı ile doğrusal olarak arttığı görüldü. Filmlerin I-V grafiklerinden, LB film/metal engel yüksekliği, Schottky mekanizması varsayılarak hesaplandı ve ortalama bariyer yüksekliği 1.0 ev olarak bulundu. Kaynaklar (1) W. Jones (Editor), Organic Molecular Solids, CRC Press, New York (1997) (2) M. C. Petty, Langmuir-Blodgett Films: An Introduction, ISBN 0 521 41396 6 (1996). (3) A. V. Nabok, B. Iwantono, A. K. Hassan, A. K. Ray, T. Wilkop, Materials Science and Engineering C, 22: 355-358, (2002). (4) L. S. Li, L. Qu, R. Lu, X. Peng, Y. Zhao, T. J. Li, Thin Solid Films, 327-329: 408-411, (1998). (5) X. M. Yang, G. M. Wang, and Z. H. Lu, Supramolecular Science, 5:549-552, (1998). (6) A. V. Nabok, T. Richardson, C. McCartney, N. Cowlam, F. Davis, J. M. Stirling, A. K. Ray, T. Gacem, A. Gibaud, Thin Solid Films, 327-329: 510-514, (1998). (7) V. S. J. Craig, M. Plunkett, J. of Colloid and Interface Science, 262: 126-129, (2003) (8) A. K. Ray, A. V. Nabok, A. K. Hassan, J. Silver, P. Marsh, T. And Richardson, Philosophical Magazine B, 79: (7) 1005-1019, (1999). (9) N. J. Geddes, J. R. Sambles, W. G. Parker, N. R. Couch, and D. J. Jarvis, J. Phys. D. Appl. Phys., 23: 95-102, (1990). 53