Spray Pyrolysis Yöntemi ile Elde Edilen CdZnS Filmlerinin Yapısal Özelliklerine Hazırlama Parametrelerinin Etkisi



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

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

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

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

Co Katkılı ZnO İnce Filmlerinin Üretimi ve Karakterizasyonu

TUĞLA MASSESİ ÖĞÜTME DURUMUNUN ÜRÜN TEKNİK ÖZELLİKLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

In Katkılı CdS Filmlerinin Optik, Elektrik ve Yüzey Özelliklerinin İncelenmesi

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

Kimyasal Depolama Yöntemiyle Elde Edilen CdSe Filmlerinin Elektriksel Karakteristikleri

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

X IŞINLARININ NİTELİĞİ VE MİKTARI

Alümiyum Şekillendirme Teknolojileri

ATMOSFER KONTROLLÜ VAKUM FIRINLARINDA ISIL İŞLEM ve JET REVİZYON MÜDÜRLÜĞÜNDEKİ UYGULAMALARI

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ 4. HAFTA

YAZILI SINAV SORU ÖRNEKLERİ KİMYA

METAL ANALİZ YÖNTEMİ (ALEVLİ ATOMİK ABSORPSİYON SPEKTROMETRE CİHAZI İLE )

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

KOROZYON. Teorik Bilgi

MALZEME BİLGİSİ DERS 5 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

1. Amaç Kristallerin üç boyutlu yapısı incelenecektir. Ön bilgi için İnorganik Kimya, Miessler ve Tarr, Bölüm 7 okunmalıdır.

ÖZET

İDEAL GAZ KARIŞIMLARI

ÇAM KOZALAĞININ PİROLİZİ İLE ELDE EDİLEN KATI ÜRÜNÜN AKTİF KARBON OLARAK DEĞERLENDİRİLMESİ

KAPLAMA TEKNİKLERİ DERS NOTLARI

CURRICULUM VITAE. University of Gaziantep, Department of Engineering Physics, September, (PhD)

Termal Enerji Depolama Nedir

A- LABORATUAR MALZEMELERİ

TÜRK LİNYİTLERİNİN İZOTERMAL ŞARTLARDA PİROLİZİ VE ÜRÜNLERİN KARAKTERİZASYONU

ELEKTROLİTİK TOZ ÜRETİM TEKNİKLERİ. Prof.Dr.Muzaffer ZEREN

NANO KURġUN ÜRETĠMĠ VE KARAKTERĠZASYONU

10. Sınıf Kimya Konuları KİMYANIN TEMEL KANUNLARI VE TEPKİME TÜRLERİ Kimyanın Temel Kanunları Kütlenin korunumu, sabit oranlar ve katlı oranlar

Dumlupınar Gaz Atomizasyonu Ünitesi

Gaz arıtımı sonucu oluşan ve tehlikeli maddeler içeren çamurlar ve filtre kekleri dışındaki gaz arıtımı sonucu oluşan çamurlar

GÜNEŞ PİLLERİ (FOTOVOLTAİK PİLLER) I. BÖLÜM

KATILARIN ATOMİK DÜZENİ KRİSTAL YAPILAR

KOMPOZİTLER Sakarya Üniversitesi İnşaat Mühendisliği

MOL KAVRAMI I. ÖRNEK 2

7. Sınıf Fen ve Teknoloji Dersi 4. Ünite: Madde ve Yapısı Konu: Elementler ve Sembolleri

ELEKTRONİK ATIKLARDAN BAZI METALLERİN GERİ KAZANIMI

ÇİNKO KATKILI ANTİBAKTERİYEL ÖZELLİKTE HİDROKSİAPATİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

RÖNTGEN FİZİĞİ 5 X-ışınlarının özellikleri, kalitesi ve kantitesi. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

TIG GAZALTI KAYNAK YÖNTEMİNDE KULLANILAN GAZLAR VE ÖZELLİKLERİ PROF. DR. HÜSEYİN UZUN HOŞGELDİNİZ

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/6) Akreditasyon Kapsamı

The Investigation of Structural and Surface Properties of SnO 2 :Li Films Produced by Ultrasonic Spray Pyrolysis Technique

MANYETİK KİREÇ ÖNLEYİCİ ANTİKALKER 8.2

MİNYATÜR ISIL İŞLEM ÜNİTESİ

RÖNTGEN FİZİĞİ X-Işını oluşumu. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

Prof. Dr. HÜSEYİN UZUN KAYNAK KABİLİYETİ

SERALARIN TASARIMI (Seralarda Isıtma Sistemleri) Doç. Dr. Berna KENDİRLİ A. Ü. Ziraat Fakültesi Tarımsal Yapılar ve Sulama Bölümü

ANALİZ LİSTESİ. 150*150*150 ebatlarında 7 veya 28 Günlük Kürü Tamamlanmış Küp Beton Numune

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

In 2 S 3, CdS ve In 1-x Cd x S YARIİLETKEN İNCE FİLMLERİNİN SILAR METODU İLE BÜYÜTÜLMESİ ve KARAKTERİZASYONU

PÜSKÜRTME ŞEKİLLENDİRME (SPRAY FORMING / SPRAY DEPOSITION)

ÖZGEÇMİŞ. Yabancı Dil Seviye Sınav-Alınan Yıl Puan İngilizce İleri e-yds ,00

ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ORGANİK KİMYA LABORATUVARI DENEY 8 : YÜZEY GERİLİMİNİN BELİRLENMESİ

KİMYA haftalık ders sayısı 2, yıllık toplam 36 ders saati (18 haftada gerçekleştirilir)

METALOGRAFİK MUAYENE DENEYİ

Türkiye nin ilk fark basınç transmitteri imalatı,

PLASTİKLEŞTİRİLMİŞ PVC FİLMLERİNİN SU BUHARI TAŞINIM ÖZELLİKLERİ

Örneğin; İki hidrojen (H) uyla, bir oksijen (O) u birleşerek hidrojen ve oksijenden tamamen farklı olan su (H 2

PV PANELLERİN YAPISI VE PANELLERDEN ELEKTRİK ÜRETİMİNE SICAKLIĞIN ETKİSİ

MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 0321 CEVHER HAZIRLAMA LAB. I SERBESTLEŞME TANE BOYU SAPTANMASI DENEYİ

Malzeme Bilimi ve Malzemelerin Sınıflandırılması

Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi/ Journal of The Institute of Natural & Applied Sciences 17 (1):6-12, 2012

BÖLÜM 4 KAYNAK METALURJİSİ

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

SEÇİMİ Prof. Dr. İrfan AY. Doç. Dr. İRFAN AY / Arş. Gör. T.KEREM DEMİRCİOĞLU 0

Elektronik Dergilerde Kullanım Analizi: ANKOS ve ODTÜ Örneği. Hacer ÖZEN Orta Doğu Teknik Üniversitesi

GIDALARIN BAZI FİZİKSEL NİTELİKLERİ

BARA SİSTEMLERİ HAKKINDA GENEL BİLGİLER

ENDÜSTRİYEL HİZMETLER LİSTESİ

OTOMATİK OLMAYAN TERAZİ KALİBRASYONU MEHMET ÇOLAK

CALLİSTER - SERAMİKLER

DOĞAL KURŞUN METALİK KURŞUN PLAKALAR

Malzeme Bilgisi. Mühendsilik Malzemeleri - RÜ

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/6) Akreditasyon Kapsamı

Yrd. Doç. Dr. Ferhat ASLAN -*- ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ -* ÖZGEÇMİŞ

TÜRK FİZİK DERNEĞİ 29. ULUSLARARASI FİZİK KONGRESİ

GAZLAR GAZ KARIŞIMLARI

Prof.Dr. Mustafa ODABAŞI

Prof. Dr. İrfan AY / Öğr. Gör. Fahrettin KAPUSUZ

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

7. Sınıf Fen ve Teknoloji

AM serisi KORASILON silikon yağları

KRĐSTAL YAPININ BELĐRLENMESĐ BAHAR 2011

HSS alanında etkinlik

KESİKLİ İŞLETİLEN PİLOT ÖLÇEKLİ DOLGULU DAMITMA KOLONUNDA ÜST ÜRÜN SICAKLIĞININ SET NOKTASI DEĞİŞİMİNDE GERİ BESLEMELİ KONTROLU

Aydın İlindeki Bazı Süt Sağım Tesislerinin Teknik Özellikleri. Technical Properties of Some Milking Parlours in Aydın Province

TERMOKİMYASAL YÜZEY KAPLAMA (BORLAMA)

KAYNAMALI ISI TRANSFERİ DENEYİ

FOTOVOLTAIK HÜCRELERIN YAPıSı VE ÇALıŞMA PRENSIPLERI DOĞRUDAN ELEKTRIK ÜRETIMI

ısıtmalı hortum,nordson tutkal hortumu,robatech ısıtmalı hortum,dynatech tutkal hortumu meler tutkal hortumu,preo ısıtılmış hortum,robatech hoses.

İLERİ ARITIM YÖNTEMLERİNDEN FENTON REAKTİFİ PROSESİ İLE ENDÜSTRİYEL BİR ATIK SUYUN ISLAK HAVA OKSİDASYONU

SEM İncelemeleri için Numune Hazırlama

SERA TASARIMI ve İKLİMLENDİRME. Cengiz TÜRKAY Ziraat Yüksek Mühendisi. Alata Bahçe Kültürleri Araştırma İstasyonu Erdemli-Mersin 12 Ekim 2012

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

ÖZGEÇMİŞ. 1. Adı Soyadı : TUNA AYDOĞMUŞ. 2. Doğum Tarihi : Unvanı : ÖĞRETİM GÖREVLİSİ. 4. Öğrenim Durumu : YÜKSEK LİSANS

DOKUMA BAZALT-CAM VE FINDIK KABUĞU TAKVİYELİ POLİMER KOMPOZİTLERİNİN EĞİLME DAYANIMI VE ISI GEÇİRGENLİKLERİNİN İNCELENMESİ

TU09 - Standart Düz Isı Baskıda Seramik Fayanstan Duvar Resimleri Nasıl Süblime Edilir.docx. Alt Tabaka Örnekleri. Başlamadan Önce 400 F / 204 C

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

Transkript:

C.Ü. Fen-Edebiyat Fakültesi Fen Bilimleri Dergisi (2005)Cilt 26 Sayı 2 Spray Pyrolysis Yöntemi ile Elde Edilen CdZnS Filmlerinin Yapısal Özelliklerine Hazırlama Parametrelerinin Etkisi Saliha ILICAN, Yasemin ÇAĞLAR ve Müjdat ÇAĞLAR Anadolu Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, 26470, Eskişehir silican@anadolu.edu.tr, yasemincaglar@anadolu.edu.tr, mcaglar@anadolu.edu.tr Received:13.01.2005, Accepted: 23.05.2005 Özet: Bileşik yarıiletken filmler farklı yöntemlerle elde edilmektedir. Bu çalışmada, bu yöntemlerden biri olan spray pyrolysis yöntemi incelenmiştir. Elde edilen filmlerin fiziksel özellikleri değişik elde etme parametrelerine bağlıdır. Bu yöntemle elde edilen filmler polikristal yapıda oluşmaktadır. Bu yöntemin çok kullanılmasının nedeni basit ve ekonomik bir yöntem olmasından kaynaklanmaktadır. Bu nedenle spray pyrolysis yöntemi ile film elde edilmesine ilgi artmaktadır. CdZnS filmleri 275 o C taban sıcaklığında ve hazırlama parametrelerinden bazıları değiştirilerek elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Spray pyrolysis yöntemi, CdZnS, Tartım metodu Effect of Deposition Parameters on The Structural Properties of CdZnS Films Produced by Spray Pyrolysis Method Abstract: The compound semiconductor films have been produced by various deposition methods. In present study, it is investigated one of spray pyrolysis method among these methods. Pyhsical properties of produced films dependent on various deposited parameters. Produced films by this method are exibited polycrystalline structure. This method which is the simplest and most economical is used a good many. Therefore, interest to the produced film by this method has increased. CdZnS films were produced at 275 o C substrate temperatures and changed some of the deposition parameters. Key Words: Spray pyrolysis method, CdZnS, Weighing method 22

1. Giriş CdZnS bileşik yarıiletken filmleri, yarıiletkenlerin ve yarıiletken aygıtların üretiminde oldukça önemli bir yere sahiptir. Bu bileşikler katot ışın tüplerinde pencere materyali olarak, fotovoltaik cihazlarda [1, 2], fotoiletkenlerde [3], güneş pillerinde [4-6], ince film transistörlerinde, UV sensör uygulamalarında [7, 8] kullanılmaktadırlar. II- VI grup bileşikleri ile ikili bileşiklerden başka üçlü ve dörtlü bileşiklerle de çalışmalar yapılmaktadır. Yarıiletken filmler farklı yöntemlerle elde edilmektedir. Ekonomik ve kolay bir yöntem olan spray pyrolysis yöntemi ile ilk filmi elde etme çalışmaları 1940 lı yıllara dayanmaktadır. Mochel 1951 yılında hava yardımıyla SnCl 2 çözeltisini püskürterek SnO 2 filmlerini elde etmiştir. 1960 lı yıllarda Chamberlin ve Skarman spray pyrolysis yöntemiyle CdS filmini elde etmiştir [9]. Bazı yarıiletken filmlerin ışığa duyarlı olması, bunların güneş pili olarak üretilmesini gündeme getirmiş ve de Ma, Fahrenburch ve Bube tarafından spray pyrolysis yöntemi ile ilk güneş pilleri CdS/CdTe yapılmıştır. 1970 yılından itibaren ise bu yöntemle üçlü, dörtlü ve beşli yarıiletken filmler elde edilmeye başlanmıştır. Spray pyrolysis yöntemi, kimyasal püskürtme, çözelti püskürtme ya da sıcak püskürtme yöntemi olarak da adlandırılmaktadır. Spray pyrolysis yöntemi, elde edilecek filmler için hazırlanan sulu çözeltilerin karıştırılarak sıcak taban üzerine hava ya da azot gazı yardımı ile atomize edilerek püskürtülmesidir. Bu yöntemle elde edilen filmler polikristal yapıda oluşmaktadır. Bu yöntemin çok kullanılmasının nedeni basit ve ekonomik bir yöntem olmasından kaynaklanmaktadır. Bu nedenle spray pyrolysis yöntemi ile film elde edilmesine ilgi artmaktadır. Elde edilen filmlerin fiziksel özellikleri değişik parametrelere bağlıdır. Bunlar taban sıcaklığı, püskürtme hızı ve zamanı, taban ile püskürtme başlığı arasındaki mesafe, püskürtme başlığı tarafından püskürtülen çözelti damlacıklarının aerodinamiği, taşıyıcı gaz ve püskürtme işleminden sonraki soğutma hızıdır. Çözelti damlacıklarının film oluşturacak tabana yaklaştığı zaman tamamen buharlaştırılmış olması ideal taşınma olarak tanımlanır. Bununla beraber damlacıkların oluşumunda uniform bir damlacık boyutu elde edilemeyebilir. Herhangi bir nedenle damlacığın tabana ulaşamaması onların kütlelerine bağlıdır. Damlacıkların boyutlarının farklı olmasından dolayı farklı depozisyon yöntemleri vardır (Şekil 1). 23

A B C D - Atomize olmuş damlacıklar - Kuru parçacıklar - Buhar - Toz Taban Şekil 1. Damlacık boyutuna bağlı çeşitli depozisyon yöntemleri [10]. Bu süreçlerin hepsinde de polikristal film elde edilir, ancak en ideal film C sürecinde oluşmaktadır. C sürecinde, çözelti damlacıklarının boyutları A ve B sürecindekilere göre daha küçüktür. En uygun filmler bu süreçte elde edilir. Damlacıklar tabana ulaşmadan önce tamamen buharlaşarak heterojen bir reaksiyon meydana getirir. Bu heterojen reaksiyon olayı, yüzeyde oluşan reaksiyon moleküllerinin tabana difüzyonu, yüzeyde bir veya birden çok molekülün absorbe ve desorbe olması, molekülün örgü içerisinde birleşmesi, tabana ulaşan bazı moleküllerin yüzeyden uzaklaşması gibi fiziksel ve kimyasal olayları içerir. Spray pyrolysis yönteminde taban olarak silisyumlu camlar ve metaller kullanılmaktadır. En yaygın olarak kullanılan metal tabanlar paslanmaz çelik, titanyum, tungsten, alüminyum gibi metallerdir. Ayrıca taban olarak payreks cam, seramik, plastik ve polimerler de kullanılmaktadır. Spray pyrolysis yöntemi ile film etmenin diğer yöntemlere göre bazı dezavantajları olmasına karşın; ekonomik ve kolay bir yöntem olmasının yanında elde edilecek filmlerin çözelti olarak hazırlanıp püskürtülmesinden dolayı, çözeltiye istenen miktarda katkı yaparak filmin fiziksel özelliklerini değiştirebilmek gibi avantajları da vardır. 2. Deneysel Yöntem CdZnS filmleri Şekil 2 de gösterilen spray pyrolysis deney setinde elde edilmiştir. Cam tabanlar üzerindeki sıcaklığını ölçmek için dijital multimetre bağlanmış ve demir-konstantan termokupl kullanılmıştır. Sıcaklık ölçümleri için demir- 24

konstantanın gerilim sıcaklık tablosundan yararlanılmış ve 0 o C referans sıcaklığı buzlu su ve cıvadan oluşan bir sistemle sağlanmıştır. 1 Azot tüpü 2 odacık 3 ısıtıcı 4 varyak 5 çözelti 6 püskürtme başlığı 7 sürgü 8 termo-çift 9 bakır plaka 10 cam taban 11 manometre 12 flowmetre 13 fan 14 multimetre 15 spray-başlığı kontrol ünitesi 16 referans Şekil 2. Spray pyrolysis deney seti Püskürtme başlığı, püskürtülecek çözeltiyi atomize etmek için kullanılır. Püskürtme işlemi sırasında püskürtme gazının yardımıyla, püskürtme başlığının ucunda oluşan vakumla, çözeltinin atomize edilmesini sağlar. Spray pyrolysis yönteminde, püskürtme işlemi payreks camdan veya paslanmaz çelikten yapılmış püskürtme başlığı ile yapılmaktadır. Çözeltinin atomize edilmesini sağlayan azot (N 2 ) gazıdır. Azot gazı basıncı, azot tüpü üzerinde bağlantılı bir manometre yardımı ile istenilen değerde sabit tutulmuştur. Basınç değerlerinin arttırılması cam tabanların hızlı soğumasına, azaltılması da bozuk film oluşumuna sebep olmaktadır. Çözelti akış hızı elde edilecek filmlerin kalitesi açısından oldukça önemlidir. Püskürtülecek çözeltilerin akış hızları, deneme yanılma yolu ile belirlenmiştir. Çözelti akış hızlarının arttırılması gözenekli filmlerin oluşmasına ve azaltılması ise enerji ve zaman kaybına neden olmuştur. Kullanılan spray pyrolysis deney setinde çözelti akış 25

hızını istediğimiz değerde tutan bir flowmetre kullanılmıştır. En uygun akış hızı ise yapılan denemeler sonucunda belirlenebilmektedir. Elde edilen filmlerin çözelti akış hızları Tablo 1 de verilmiştir. Filmlerin içerisinde bulunması istenilen Cd, Zn ve S elementlerini içeren bileşiklerin kimyasal tuzları, deiyonize su içerisinde ayrı ayrı çözülerek 0,01M ve 0,05M molaritelerde çözeltiler hazırlanmıştır. Kadmiyum (Cd) kaynağı olarak CdCl 2.H 2 O tuzu, Çinko (Zn) kaynağı olarak ZnCl 2 tuzu ve Sülfür (S) kaynağı olarak H 2 NCSNH 2 tuzu kullanılmıştır. CdZnS filmlerini elde etmek için hazırlanan sulu çözeltilerden Cd/Zn:1 ve CdZn/S:1 oranlarında karıştırılmıştır. Çeşitli kullanımlar için elde edilecek filmler için, 11x26mm 2 ve 11x6mm 2 ebatlarında düzgün olarak kesilmiş olan 1mm kalınlığında mikroskop camları taban olarak kullanılmıştır. Bu camlar önce sabunlu saf su ile kaynatılmış ve daha sonra saf su ile durulanıp alkolden geçirilerek temizlenmiştir. Bakır blok üzerine temizlenmiş camlar merkezde olacak şekilde düzgün ve aralıksız olarak dizilmişlerdir. Bu işlemler bittikten sonra püskürtme odasının penceresi kapatılarak sistem deney için hazır hale getirilmiştir. Önceden ayrı ayrı hazırlanmış olan çözeltilerden belli hacimlerde alınarak ayırma hunisinde karıştırılmıştır. Sıcaklık kontrolü için 0 o C referans sıcaklığı buzlu su ile sağlanmıştır. Bütün hazırlıklar tamamlandıktan sonra ısıtıcının anahtarı açılıp, sıcaklık multimetreden kontrol edilmeye başlanmıştır. Cam tabanların sıcaklığı istenilen sıcaklığa ulaşıncaya kadar ısıtma işlemine devam edilmiştir. Püskürtme işlemi süresince sıcaklık, varyak yardımı ile dengede tutulmaya çalışılmış, ancak ± 5 o C lik sapmalara engel olunamamıştır. İstenilen sıcaklık değerine ulaşıldıktan sonra azot gazının basıncı ve çözelti akış hızı istenen değere getirilmiştir. Püskürtme boyunca atık gazların dışarı atılabilmesi için aspiratör açık tutulmuştur. Püskürtme işlemi bittikten sonra, elde edilen filmler birkaç saat soğumaya bırakılmıştır. 3. Bulgular Cd 0,5 Zn 0,5 S a ve Cd 0,5 Zn 0,5 S b filmlerini elde etmek için hazırlanan çözeltilerin molariteleri sırasıyla, 0,01M ve 0,05M olarak seçilmiştir. Filmlerin hazırlama parametreleri Tablo 1 de verilmiştir. 26

Tablo 1. Filmlerin hazırlama parametreleri ve kalınlıkları Materyal Taban sıcaklığı ( o C) Azot gazı basıncı (kg/cm 2 ) Çözelti akış hızı (ml/dk) Püskürtme yüksekliği (cm) Püskürtme süresi (dk) Filmlerin kalınlıkları (µm) Cd 0,5 Zn 0,5 S a 275 ± 5 0,2 2,60 29 80 1,21 Cd 0,5 Zn 0,5 S b 275 ± 5 0,2 3,57 28 45 7,21 Bütün çözelti karışımları Cd 0,5 Zn 0,5 S olarak hazırlanıp filmler elde edilmiştir. Başka bir çalışmada [11] ayrıntılı olarak anlatıldığı üzere, X-ışınları kırınım desenlerinden Cd 0,5 Zn 0,5 S a filminin hekzagonal Cd 0,73 Zn 0,27 S yapısında oluştuğu görülmüştür (Şekil 3) [12-14]. Cd 0,5 Zn 0,5 S a filminin Cd 0,73 Zn 0,27 S yapısı dışında başka yapılara ait piklerin de görülmektedir. Yukarıda Tablo 1 de verilen hazırlama parametrelerinde elde edilen bu filmin kristalleşmesinin az olması, bu fazın tam görülmesine engel olmaktadır. Bağıl Şiddet 20.00 30.00 40.00 50.00 Kırınım Açısı 2q (derece) Şekil 3. 275 ± 5 o C taban sıcaklığında Zn 0,5 Cd 0,5 S a çözelti oranı ile elde edilen filmlerin X-ışınları kırınım desenleri. 27

Ancak önceki çalışmada [15] ayrıntılı olarak anlatıldığı üzere, X-ışınları kırınım desenlerinden bütün Cd 0,5 Zn 0,5 S b filmlerinin hekzagonal Cd 0,22 Zn 0,78 S [16] yapısında oluştuğu görülmüştür (Şekil 4). Bağıl Şiddet 20.00 30.00 40.00 50.00 Kırınım Açısı 2q (derece) Şekil 4. 275 ± 5 o C taban sıcaklığında Zn 0,5 Cd 0,5 S b çözelti oranı ile elde edilen filmlerin X-ışınları kırınım desenleri (Bütün pikler hekzagonal Cd 0,22 Zn 0,78 S yapısına aittir). Hazırlama parametrelerindeki küçük bir değişiklik elde edilen filmlerin yapısına büyük ölçüde etki etmektedir. Şekil 3 ve Şekil 4 incelendiğinde, Cd 0,5 Zn 0,5 S a filminin, Cd 0,5 Zn 0,5 S b filmine göre amorf yapıya yakın olduğu söylenebilir. Yani Cd 0,5 Zn 0,5 S b filminin kristallenmesi daha iyidir. Cam tabanlar üzerinde elde edilen filmlerinin kalınlıkları tartı metodu ile bulunmuştur. Tartım işlemi 0,1mg hassasiyetli elektronik terazi ile yapılmıştır. İlk olarak filmler cam taban ile tartılmış ve daha sonra cam taban üzerindeki film nitrik asitte tamamen çözüldükten sonra cam taban saf sudan geçirilmiştir. Boş ve temiz olan cam tabanlar tekrar tartılmıştır. İki tartı arasındaki fark cam taban üzerinde oluşan filmin kütlesini vermektedir. Filmlerin kalınlıkları t f m = (1) sρ f 28

formülü ile bulunmuştur. Burada; m filmin kütlesini, ρ f filmin yoğunluğunu, s cam tabanın yüzey alanını göstermektedir. Elde edilen filmlerin kalınlıkları Tablo 1 de verilmektedir. Bulunan film kalınlıklarının hesaplanması için gerekli olan film yoğunluk değeri Cd 0,5 Zn 0,5 S a filmleri için Cd 0,22 Zn 0,78 S film yapısına göre yapılmıştır. Bunun için CdS bileşiğinin yoğunluğu 4,82gcm -3 ve ZnS bileşiğinin yoğunluğu ise 3,98gcm -3 olarak alınmış ve Cd 0,22 Zn 0,78 S filmlerinin yoğunlukları 4,16gcm -3 olarak hesaplanmıştır. Cd 0,5 Zn 0,5 S b filmleri için de aynı düşünceden hareketle, Cd 0,73 Zn 0,27 S filmlerinin yoğunlukları 4,59gcm -3 olarak hesaplanmıştır. 4. Tartışma ve Sonuç Bütün çözelti karışımları Cd 0,5 Zn 0,5 S olarak hazırlanıp, 275 o C taban sıcaklığında ve farklı koşullarda, spray pyrolysis metodu ile filmler elde edilmiştir. X- ışınları kırınım desenlerinden Cd 0,5 Zn 0,5 S a filminin hekzagonal Cd 0,73 Zn 0,27 S yapısında, Cd 0,5 Zn 0,5 S b filminin de hekzagonal Cd 0,22 Zn 0,78 S yapısında oluştuğu görülmüştür. Sonuç olarak, bileşik yarıiletken film elde edilme yöntemlerinden spray pyrolysis yöntemi ile polikristal filmler elde edilmektedir. Ancak hazırlama parametrelerindeki değişiklikler film yapısını değiştirebilmektedir. Yani, kristalleşmenin az ya da çok olması hazırlama parametrelerine doğrudan bağlıdır. Kristalleşmenin az olması durumunda ise fazlar tam olarak görülememektedir. 29

Kaynaklar [1] T. Yamaguchi, Y. Yamamoto, T. Tanaka and A. Yoshida, Thin Solid Films, 1996, 281-282, 375-378. [2] T. Yamaguchi, Y. Yamamoto, T. Tanaka and A. Yoshida, Thin Solid Films, 1999, 343-344, 516-519. [3] J. Torres and G. Gordillo, Thin Solid Films, 1997, 310, 310-316. [4] V. Kumar, V. Singh, S.C. Sharma and T.P. Sharma, Optical Materials, 1998, 11, 29-34. [5] J. Lee, W. Song, J. Yi and Y. Yoo, Solar Energy Materials & Solar Cells, 2003, 75, 227 234. [6] H.S. Kim, H.B. Im and J.T. Moon, Thin Solid Films, 1992, 214, 207-212. [7] M. Kobayashi, J. Ueno, M. Enami, S. Katsuta, A. Ichiba, K. Ogura, K. Onomitsu and Y. Horikoshi, Journal of Crystal Growth, 2005, 278, 273-277. [8] M. Kobayashi, III-Vs Review, 2005, 17, 30-33. [9] R.R. Chamberlin and J.S. Skarman, J. Electrochem. Soc., 1966, 113, 86-89. [10] W. Siefert, Thin Solid Films, 1984, 121, 275-282. [11] Y. Caglar and M. Zor, Anad. Uni. J. Sci. and Tech., 2003, 4, 53-58. [12] JCPDS file reference number Card No: 160869. [13] JCPDS file reference number Card No: 210829. [14] JCPDS file reference number Card No: 400836. [15] S. Ilıcan and M. Zor, Anad. Uni. J. Sci. and Tech., 2003, 4, 47-52. [16] JCPDS file reference number Card No: 351469. 30