Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi



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

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

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

ÇİNKO KATKILI ANTİBAKTERİYEL ÖZELLİKTE HİDROKSİAPATİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

Co Katkılı ZnO İnce Filmlerinin Üretimi ve Karakterizasyonu

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

Kimyasal Depolama Yöntemiyle Elde Edilen CdSe Filmlerinin Elektriksel Karakteristikleri

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ FİZİK ANABİLİM DALI

Doç.Dr.Vildan BiLGiN. Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi - Fizik Bölümü

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

NANO KURġUN ÜRETĠMĠ VE KARAKTERĠZASYONU

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

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ. Filinta KIRMIZIGÜL. CdO İNCE FİLMLERİN PÜSKÜRTME YÖNTEMİ İLE HAZIRLANMASI

OPTİK MALZEMELER ARAŞTIRMA GRUBU. Metal Oksit Nano Parçacıkların 3. dereceden Doğrusal Olmayan Optik Özellikleri. Tuğçe YİĞİT

Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi

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

S. SÖNMEZ a, F.M. EMEN b, A. EGE c, E. EKDAL d, K. OCAKOĞLU e, T. KARALI d, N. KÜLCÜ a

Mg Katkılı ZnO Filmlerinin Üretimi ve Karakterizasyonu

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

FARKLI MOLARİTELİ ZnO İNCE FİLMLERİN OPTİK ÖZELLİKLERİ

In Katkılı CdS Filmlerinin Optik, Elektrik ve Yüzey Özelliklerinin İncelenmesi

SPRAY PYROLYSIS YÖNTEMİ İLE FARKLI ALTLIK SICAKLIĞINDA ELDE EDİLEN SnO 2 ve SnO 2 : F İNCE FİLMLERİN BAZI FİZİKSEL ÖZELLİKLERİNE, ALTLIK SICAKLIĞININ

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

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

FOSFİN METAL KOMPLEKSLERİNİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ * The Physical Properties Of Phosphine Metal Complexes *

ZnO ince filmlerin optik ve yapısal özelliklerine ısıl işlem sıcaklığının etkisi

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

ZnS Nanoparçacıklar İçeren Langmuir-Blodgett İnce Filmlerin Elektriksel Özellikleri

ÖZGEÇMİŞ. Derece Bölüm/Program Üniversite Ortalama Yıl

Mg Eş-Katkılı Zn0.95Li0.05O Nanoparçacıkların Sentezi ve Karakterizasyonu

T.C. ANKARA ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJESİ KESİN RAPORU

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

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

Sinan Temel DOKTORA TEZİ. Fizik Anabilim Dalı

OPTİK MALZEMELER ARAŞTIRMA GRUBU YÜKSEK LİSANS SEMİNERİ. VANADYUM OKSİTLERİN YAPISAL, ELEKTRİKSEL ve OPTİKSEL ÖZELLİKLERİ

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

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

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

Yrd. Doç. Dr. Abdullah GÖKTAŞ-*- ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ -* ÖZGEÇMİŞ

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

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

SILAR yöntemi ile üretilen CuO filmlerin yapısal, morfolojik ve optik özelliklerine ikili katkılamanın (Zn, Li) etkisi

NANO-TİO 2 KATALİZÖRLER İLE UV-IŞINI ALTINDA FENOL ÜN FOTOKATALİTİK AKTİVİTESİNİN İNCELENMESİ

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

Al/P-Si/Zno/Al Foto Diyotun Üretimi ve Elektriksel Karakterizasyonu

INVESTİGATİON OF PHASE TRANSFORMATION İN AN Fe- Mn-Cr

Prof. Dr. Cevdet COŞKUN. Fizik Katıhal Fiziği Sapanca Giresun Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Fizik Bölümü, GİRESUN

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

A. SSCI, SCI-Expanded ve AHCI Kapsamındaki Dergilerde Yayınlanan Makaleler

GİRESUN ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ FİZİK ANABİLİM DALI YÜKSEK LİSANS TEZİ

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

ZnO Filmlerinin Bazı Fiziksel Özellikleri Üzerine Co Katkısının Etkisi. Olcay Gençyılmaz DOKTORA TEZİ. Fizik Anabilim Dalı TEMMUZ, 2013

ZnO İnce Filmlerin Sıcaklığa Bağlı Elektriksel Davranışında Co Etkisinin İncelenmesi

BÖLÜM 3. Katı malzemeler yapılarındaki atom ve iyonların birbirlerine göre düzenlerine bağlı olarak sınıflandırılırlar.

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

Yrd. Doç. Dr. Abdullah GÖKTAŞ-*- ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ -* ÖZGEÇMİŞ

Farklı Karıştırma Teknikleri ve Başlangıç Maddelerinden Sentezlenmiş Hidroksiapatit Tozunun Özelliklerinin İncelenmesi

T.C. KAHRAMANMARAŞ SÜTÇÜ İMAM ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ FİZİK ANABİLİM DALI

YÜKSEK LĠSANS TEZ ADI: Termiyonik Vakum Ark (TVA) Tekniği ile Optik

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

HYDROTERMAL YÖNTEMİYLE NİKEL FERRİT NANOPARTİKÜLLERİN SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU

SOL-JEL SPİN KAPLAMA METODU İLE BÜYÜTÜLEN ZnO ve ZnO:Fe İNCE FİLMLERİN YAPISAL ve YÜZEYSEL ÖZELLİKLERİ Ahmet Emre KASAPOĞLU Yüksek Lisans Tezi Fizik

ÇİNKO OKSİT NANOPARTİKÜLLERİ SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU. Emre ÖZBAY, 1 Handan GÜLCE

DEMİR GRUBU (FeNiCo) ALAŞIM NANO PARTİKÜLLERİNİN YAKIT HÜCRELERİNDE KULLANIMINA YÖNELİK ELEKTROT TASARIMI VE MODELLEME ÇALIŞMALARI

Ferromanyetik Süperörgüler

GÖKTAŞ-*- ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ -* ÖZGEÇMİŞ

12. Ders Yarıiletkenlerin Elektronik Özellikleri

T.C. AKSARAY ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL VE TEKNOLOJİK UYGULAMA VE ARAŞTIRMA MERKEZİ (ASÜBTAM)

YARASA VE ÇİFTLİK GÜBRESİNİN BAZI TOPRAK ÖZELLİKLERİ ve BUĞDAY BİTKİSİNİN VERİM PARAMETRELERİ ÜZERİNE ETKİSİ

DÜŞÜK SICAKLIKTA BERRAK ÇÖZELTİLERDEN MFI TİPİ TOZ ZEOLİT SENTEZİ

1.SINIF 1. DÖNEM DERS MÜFREDATI

İÇİNDEKİLER 1: KRİSTALLERDE ATOMLAR...

Co Katkılarının Zno in Mikroyapı ve İletkenlik Özelliklerine Etkileri

ÖZGEÇMİŞ Tezsiz Yüksek Lisans, Eğitim Fakültesi, Fizik Öğretmenliği, Ankara Üniversitesi

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DERGİSİ

İYONİK ÇEVRENİN ENZİM-ULTRAFİLTRASYON MEMBRAN ARAYÜZEY ETKİLEŞİMLERİNE ETKİSİ

Fotonik Kristallerin Fiziği ve Uygulamaları

X-Işınları. 1. Ders: X-ışınları hakkında genel bilgiler. Numan Akdoğan.

MALZEME BİLGİSİ DERS 6 DR. FATİH AY.

TEZ ONAYI. Danışman. : Prof. Dr. Necmi SERİN

ÖZET

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ

POLİÜRETAN NANO-KOMPOZİT SENTEZİNDE KULLANILMAK ÜZERE NANO-BÖHMİT ÜRETİMİ VE İŞLEVSELLEŞTİRİLMESİ

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

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

Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi

PV PANELLERİN YAPISI VE PANELLERDEN ELEKTRİK ÜRETİMİNE SICAKLIĞIN ETKİSİ

SILAR METODU İLE HAZIRLANAN BAKIR OKSİT İNCE FİLMİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİNE TAVLAMANIN ETKİLERİ

La katkılı ZnS kuantum noktalarının SILAR yöntemi ile sentezlenmesi ve onların özelliklerinin incelenmesi

TÜBİTAK ULUSAL METROLOJİ ENSTİTÜSÜ REFERANS MALZEMELER LABORATUVARI. Rapor No: KAR-G3RM Koordinatör: Dr.

İstatistiksel Mekanik I

Fotovoltaik Teknoloji

EAG 04. KCl ÇÖZELTİSİNİN METASTABİL BÖLGE GENİŞLİĞİNİN KNO 3 KATKISI VARLIĞINDA ULTRASONİK SENSÖRLE ÖLÇÜLEBİLİRLİLİĞİNİN İNCELENMESİ

İki Aşamalı Süreç Tekniği ile Hazırlanan İnce Film CuInSe 2 Yarıiletkenlerin Kristal Yapısı

MİKRODALGA YÖNTEMİYLE NİKEL FERRİT NANOPARTİKÜLLERİN SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU

YMN57 TİNKAL MİNERALİNDEN ÇİNKO BORAT ÜRETİMİ

KRĐSTAL YAPININ BELĐRLENMESĐ BAHAR 2011

Kristallerdeki yüzeyler, simetri ve simetri elemanları 2 boyutta nasıl gösterilir?

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Transkript:

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, (014) 56 63 Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi Araştırma Makalesi Flor Katkılı ZnO İnce Filmlerin Üretimi ve Fiziksel Özelliklerinin İncelenmesi S. Kerlia, U. Alvera, b, H. Yaykaslıb, S.Tekerekc a b Kahramanmaras Sutcu Imam University, Department of Physics,46100 K.Maras-Turkey Kahramanmaras Sutcu Imam University, Research and Development Center for University-Industry, Public Relations (ÜSKİM), 46100 K.Maras-Turkey c İnönü Üniversitesi Darende Bekir Ilıcak Meslek Yüksekokulu * Sorumlu yazarın e-posta adresi: suleymankerli@yahoo.com ÖZET Bu çalışmasında, kimyasal püskürtme yöntemi ile katkısız ve flor katkılı ZnO filmler üretildi. Kimyasal Püskürtme Yöntemi ile 450 C taban sıcaklığında cam altlıklar üzerine ZnO ve Flor katkılı ZnO ince filmleri ZnCl tuzu kullanılarak elde edilmiş ve elde edilen bu ince filmlerin fiziksel özellikleri incelenmiştir. Filmlerin X- ışını toz kırınım deseninden, ince filmlerin kristal yapısının hekzagonal würtzit yapıda olduğu belirlenmiştir. Optik yöntemlerle ince filmlerin yasak enerji aralıkları bulunmuştur. Filmlerin özdirençleri dört nokta yöntemi ile bulunmuştur. SEM görüntülerinden flor katkısının filmlerin morfolojik yapısını değiştirdiği görülmüştür. Anahtar Kelimeler: ZnO, Kimyasal Püskürtme Yöntemi, Flor Fabrication and Investigation About Physical Properties of Fluorine Doped ZnO Thin Films ABSTRACT In this work undoped, fluorine doped ZnO films were produced by chemical spray pyrolysis method, respectively. ZnO and Fluorine doped ZnO films were obtained onto glass substrates at 450 oc using ZnCl precursor by spray pyrolysis method and the physical properties of those films were examined. The X-ray diffraction pattern show that the crystal structures of the films are hexagonal wurtzite structure. Energy gaps of the films were obtained by using optical measurements. Resistances of the films were determined by four point method. From SEM images it is observed that fluorine contribution changes the morphologies of the films Keywords: ZnO, Chemical spray pyrolysis, Fluorine Geliş: 4/10/013, Düzeltme: 05/1/013, Kabul: 05/1/013 56

I. GİRİŞ ZnO geniş bir eksiton bağlanma enerjisi (60 mev) ve yaklaşık 3,3 ev luk direk enerji bant aralığına sahip n-tipi yarıiletken bir madde olduğundan optoelektronik uygulamalarda geniş bir yer bulmaktadır [1-]. ZnO bileşiği hekzagonal würtzit, kübik çinko blend ve kübik kayatuzu şeklinde kristalleşir [3]. IIB-VIA bileşiklerinin çoğu ya kübik, ya çinko blend ya da hekzagonal würtzit yapısına sahiptir. Şekil 1 de gösterilen wurtzit yapı a ve c olmak üzere iki örgü parametresiyle beraber hekzagonal birim hücreye sahiptir. Şekil 1. Hekzagonal würtzit yapı. (Küçük siyah küreler oksijen atomunu, büyük gri küreler ise Zn atomlarını göstermektedir.) Film iletkenliği katkılama ile kontrol edilebilir. Buna örnek kullanım alanları piezoelektrik aygıtlar, kimyasal sensörler, spin elektroniği, ince film transistörler, UV ışık yayıcı kaynaklar yüzey ve katı akustik dalga filtreleri vb, sayılabilir. [4-11]. ZnO filmler çeşitli metodlarla hazırlanabilirler. Bu metotlar arasında puls-laser depolama, Rf magnetron sputtering (mıknatıssal sıçratma), kimyasal buhar çöktürme, spray pyrolsis, sol-gel, hidrotermal metot sayılabilir [1]. Bu yöntemler arasında spray pyrolsis metod yöntemi basit ve ucuz olması, düşük büyütme sıcaklığında çalışılabilir olması ve geniş yüzey alanlarının kaplanması gibi avantajlara sahiptir [13]. Bu çalışmada, kimyasal püskürtme yöntemi ile katkısız ZnO, flor katkılı ZnO filmler üretilmiştir. Elde edilen filmlerin fiziksel özellikleri incelenmiştir. II. DENEY Çinko tabanlı filmler son yıllarda çok çalışılan ve uygulama alanı geniş olan yarıiletken materyallerden biridir. Bu çalışmada flor (F) katkısının çinko oksit (ZnO) filmlere fiziksel etkisi incelenmiştir. Deneylerde ZnCl (merck,% 98), NH 4F (fluka, % 98), HCl (merck,%37), kimyasalları kullanılmıştır. 0,1M NH 4F ve 0,1M ZnCl (çinko klorür) tuzu belirli oranlarda hazırlanarak 50 ml saf suda çözünmüştür. Çözeltideki tuzların tamamen çözünmesi için çözelti içerisine damla HCl damlatılmıştır. Daha önce temizlenen cam altlıklar 450 C ye ayarlanan ısıtıcı üzerine yerleştirilmiş ve çözeltiler cam altlıklar üzerine airbrush ile püskürtülmüştür. İnce filmlerin kırınım deseni Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fizik Bölümün XRD laboratuvarında kullanılan Philips X Pert PRO marka XRD cihazı kullanılarak 57

ölçülmüştür. Üretilen filmlerin morfolojik özellikleri Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi ÜSKİM (Üniversite Sanayi Kamu İş Birliği, Araştırma ve Geliştirme Merkezi) de bulunan, ZEISS EVO LS10 taramalı elektron mikroskobu (Scanning Electron Microscope), optiksel özellikleri Shimadzu UV-1800 UV-VIS spektrofotometre cihazı kullanılarak incelenmiştir. Üretilen filmlerin direnç ölçümleri Four probe (dört nokta) yöntemi ile Keithley 400 multimetre cihazı kullanılarak ölçülmüştür. III. BULGULAR ve TARTIŞMA ZnO, flor katkılı (%1 den %5 e kadar) ZnO filmlerin XRD analizleri çizelge 1 de gösterilmiştir. Elde edilen filmlere ait tane boyutu (grain size) Debye-Schrerer formülü; D = 0,9λ B cosθ (1) kullanılarak hesaplanmıştır. Burada, D; tane boyutu, λ; x-ışınlarının dalga boyu (1.541 Å ), B; kırınım deseninde gözlenen maksimum piklerin yarı maksimumdaki genişliklerinin (FWHM) radyan cinsinden değeri, θ; Bragg kırınım açısını tanımlamaktadır. Üretilen filmlerin örgü parametreleri XRD sonuçlarından elde edilen d (hkl) değerleri kullanılarak a ve c, 1 4 h + hk + k = + d( hkl ) 3 a l c () eşitliğinden elde edilmiştir. Bu eşitlikte d hkl (hkl) düzlemleri arasındaki mesafe, a ve c örgü parametreleri ve (hkl) miller indislerini temsil etmektedir. Ayrıca filmlerin X-ışını kırınım desenlerinde, piklerin üzerinde parantez içinde ilgili düzlemlerin Miller indisleri belirtilmiştir. Bu indislerin belirlenmesinde Philiphs X Pert Pro XRD cihazının kütüphanesindeki PDF- reference code: 01-079-05 adlı dosya dikkate alınmıştır. Bu düzlemlere karşılık gelen θ değerleri ve bu açı değerlerine karşılık gelen parametreler Çizelge 1 de verilmiştir. XRD analizlerinden görüldüğü gibi tüm filmler ZnO würtzit yapıda kristalleşmiş ve tercihli (00) düzlemi boyunca büyümüştür. Çizelge 1. Flor katkılı ZnO ince filmlerinin XRD analizi değerleri F (at%) (00) düzlemi için θ ( ) d00 değeri (A ) c (00) değerleri (A ) (00) düzlemi için FWHM ( ) D(00) Tane boyutu (nm) (101) düzlemi için θ ( ) d101 değer (A ) (101) düzlemi için FWHM ( ) 0 34,8533,5741 5,1484 0,1378 60,4 36,6078,45477 0,3149 1 34,8405,57513 5,1506 0,0984 84,6 36,7110,44810 0,1968 34,8041,57774 5,15548 0,1181 70,5 36,5944,45564 0,1181 3 34,886,57186 5,1437 0,0984 84,6 36,6904,44943 0,1574 4 34,8699,5730 5,14604 0,0787 105,8 36,6783,4501 0,1574 5 34,8376,5731 5,1464 0,0960 86,7 36,6711,44864 0,880 58

Flor katkılı ZnO ince filmlerin kırınım desenleri incelendiğinde (Şekil 1), (00) düzlemindeki pik şiddetinin flor oranına bağlı olarak % 4 e kadar arttığı, % 5 oranında bir miktar azalma olduğu görülmüştür. Bu azalmanın sebebi fazlalık flor atomlarının ZnO matrisinde birikmesi ve yapıyı bozması olarak açıklanabilir [14]. Flor konsantrasyonu arttıkça örgüdeki ara bölgeleri işgal edebilir. Bu da kristaldeki örgü kusurlarının artmasına neden olur [15]. Flor katkılı ZnO filmlerin XRD desenlerinde başka fazlara (Zn-F) ait piklerin görülmemesi F - iyonunun kristal yapıya girdiğini ve O - iyonları ile yer değiştirdiğini göstermektedir. Ayrıca filmlerin c ekseni boyunca büyüdüğü görülmektedir. Şekil den görüldüğü gibi ZnO filmlerde flor konsantrasyonu arttıkça, (00) düzlemine ait pik şiddetleri de artmıştır. Elde edilen sonuçlar literatürdeki çalışmalar [16,17] ile de uyum içindedir. Çizelge 1 de görüldüğü gibi flor katkısıyla tane boyutu artmıştır. Şekil. Flor katkılı ZnO ince filmlerinin XRD desenleri Flor katkılı ZnO filmlerinin de hekzagonal çubuk şeklinde ve (00) doğrultusunda büyümüştür. XRD sonuçları da büyüme doğrultusunun (00) yönünde olduğunu doğrulamaktadır. Şekil 3 de SEM görüntülerinden flor katkılı ZnO filmlerinin hekzagonal çubukların çapının 00-500 nm arasında değiştiği gözlenmektedir. SEM fotoğraflarından flor konsantrasyonunun artması ile hekzagonal çubukların çapları bazı oranlarda azalsa da, bir miktar arttığı gözlemlenmiştir. 59

Şekil 3. Flor katkılı ZnO ince filmlerinin SEM görüntüleri Şekil 4 de flor katkılı ve katkısız ZnO filmlerin optik geçirgenlikleri gösterilmiştir. Görünür bölgede en yüksek geçirgenliğe %4 flor katkılı ZnO film sahip iken en düşük geçirgenliğe %5 flor katkılı ZnO film sahiptir. Flor katkılı ZnO filmlerin geçirgenlik eğrileri keskin bir düşme göstermeyip, eğimli bir düşme göstermektedir. Grafiklerden görüldüğü gibi flor katkısı optik geçirgenliği %4 katkı oranına kadar giderek arttırmıştır. Flor katkısının ZnO filmlerde optik geçirgenliği arttırdığına dair çalışmalar literatürde mevcuttur [18]. 60

Geçirgenlik(%T) 30 5 0 15 10 0 1F F 3F 4F 5F 5 0 300 400 500 600 700 800 900 λ(nm) Şekil 4. Flor katkılı ZnO filmlerinin optik geçirgenlik spektrumları Üretilen ince filmlerinin yasak enerji aralıklarının belirlenmesinde optik absorpsiyon yöntemi kullanılmıştır. Absorpsiyon yöntemiyle materyalin yasak enerji aralığı (αhν) hv değişim grafiğinden yararlanılarak elde edilmiştir. Burada α, absorbansın film kalınlığa oranı olup, lineer absorbsiyon katsayısı, hv foton enerjisi olarak tanımlanır. Optik metotla temel absorpsiyon spektrumundan elde edilen (αhν) hv değişiminin lineer kısmının doğrultusunun hv eksenini (αhν) =0 da kestiği noktanın enerji değeri, yarıiletkenin yasak enerji aralığının değerini vermektedir. İnce filmlerin (αhν) hv grafikleri Şekil 5 de görülmektedir. Flor katılmış ZnO filmlerde yasak enerji aralığının katkı oranına bağlı olarak arttığı (%5 flor katkılanmış film hariç) gözlenmiştir. Benzer çalışma Kumar ve ark. [18] tarafından yapılmış flor katkısının ZnO filmlerin yasak enerji aralıklarının dalgalı bir şekilde değiştirdiğini gözlemişlerdir. 61

(αhv) (ev/cm) 3,4 1,6x10 10 %0F 3, %1F 3,0 1,4x10 10 %F 3,18 E g %3F 3,16 1,x10 10 %4F 3,14 %5F 3,1 1,0x10 10 8,0x10 9 6,0x10 9 3,10 0 1 3 4 5 F(%) 4,0x10 9,0x10 9 0,0 3,0 3,1 3, 3,3 hv(ev) Şekil 5. Flor katkılı filmlerinin (αhν) nin hν ye göre değişim grafiği. İç grafik E g yasak enerji aralığının flor konsantrasyonuna bağlı değişimini göstermektedir. Kimyasal püskürtme yöntemi ile elde edilen ince filmlerin direnç ölçümleri dört nokta yöntemi ile yapılmıştır. Şekil 6 den flor katkısıyla ZnO filmlerle dirençlerinde azalma olduğu gözlenmektedir. Direncin en düşük çıktığı değer %1 katkılı ZnO ince filminde olduğu görülmektedir. Direnç ölçümleri genel olarak yüksek çıkmasının sebeplerinden birinin kullanılan başlangıç çözeltisinin (ZnCl ) olduğu düşünülmektedir. Klorür içeren iyonlarla yapılan filmlerde direncin yüksek olduğu belirtilmiştir [19]. 400 350 300 DİRENÇ(ΜΩ) 50 00 150 100 50 0 0 1 3 4 5 %F Şekil 6. Flor katkılı ZnO filmlerinin flor katkı oranına bağlı direnç değerleri 6

IV. SONUÇ Kimyasal püskürtme yöntemiyle üretilen ince filmlerin XRD incelenmesi sonucunda filmlerin polikristal yapıda oldukları belirlenmiştir. Tamamen hekzagonal yapılı bütün filmlerin tercihli yönelimin (00) düzlemi boyunca olduğu belirlenmiştir. Flor oranına bağlı pik şiddetlerinin arttığı gözlenmiştir. Yapılan SEM ölçümlerinde, filmlerin morfolojik yapılarını flor katkılarının değiştirdiği gözlenmiştir. Elde edilen ince filmlerinin hemen hemen hepsinde SEM fotoğraflarının yüzeylerinin oldukça yoğun, düzenli, hekzagonal yapıda ve yüzeye çok iyi bir şekilde tutundukları görülmektedir. UV-Vis spektrometresi kullanılarak yapılan ölçümlerde, ZnO e flor katkılanması filmlerin geçirgenliklerini arttırmıştır. Filmlerin optik metot kullanılarak absorbans-dalgaboyu spektrumlarından elde edilen (αhν) ~(hν) değişim grafikleri çizilerek yasak enerji aralıkları bulunmuştur. Yasak enerji aralık değerlerinden, ZnO filmleri içerisine flor katkısının, yasak enerji aralığını değiştirdiği görülmüştür. İnce filmlerin elektriksel direnç ölçümleri sonucunda %1 flor katkısında en düşük direnç değeri bulunmuştur. V. KAYNAKLAR [1] K. Nomura et al., Science 300 (003) 169. [] T. Nakada et al Sol. Energy 77 (004) 739. [3] B.N. Pawar et al, Journal of Physics and Chemistry of Solids 66 (005) 1779. [4] S.Y. Lee et al Thin Solid Films 437 (005) 31. [5] R.Könenkamp et al Appl. Phys. Lett. 85 (004) 6004. [6] S.T. Mckinstry, P. Muralt, J. Electroceram. 1 (004) 7. [7] Z.L. Wang, X et al, Adv. Funct. Mater. 14 (004) 943. [8] M.S. Wagh et al, Mater. Chem. Phys. 84 (004) 8. [9] Y. Ushio, et al, Sensor Actuat. B 17 (1994) 1. [10] H. Harima, J. Phys.: Condens. Matter 16 (004) S5653. [11] S.J. Pearton, W. H. Heo, M. Ivill, D. P. Norton, and T. Steiner, Semicond. Sci. Technol. 19 (004) R59. [1] Z. Zhang, C. Bao, W. Yao, S. Ma, L. Zhang, S. Hou. Superlattices and Microstructures, 49 (011) 644. [13] Y. Kim, W. Tai, Applied Surface Science, 53 (007)4911. [14] B.N. Pawar et al Applied Surface Science, 54 (008) 694. [15] R. Ferro et al. Phys. Stat. Sol. 177 (000) 477. [16] M.de la L. Olvera et al, Solar Energy Materials & Solar Cells, 73 (00) 45. [17] Gil Ho Kim et al. Materials Chemistry and Physics 131 (011) 77. [18] P.M. Ratheesh Kumar et al Materials Science and Engineering:B 117 (005) 307. [19] Ratheesh Kumar P. M. Spray Pyrolysed Zinc Oxıde Thin Films: Effects Of Doping And İon Beam İrradiation. Doktora Tezi. Cochin University of Science and Technology Cochin, India. 48s. (007). 63