Optoelektronik Uygulamalar İçin Zn Katkili PbS Yariiletkeninin Optik Özelliklerinin İyilestirilmesi

Abstract

Gelişen teknoloji ile birlikte birçok çalışma alanına sahip olan PbS ve Zn katkılı PbS malzemeleri, elektro-optik teknolojisindeki uygulamaları ile öne çıkmaktadır. Bu çalışmada, 250 °C tavlama sıcaklığında tavlanan katkisiz, %2 ve %4 Zn katkılı PbS filmler, elektrodepozisyon yöntemiyle İTO altlıklar üzerinde üretilmiştir. Üretilen bu filmlerin yapısal, optik ve yüzey özellikleri geniş kapsamlı analiz yöntemleri ile incelenmiş ve farklı

oranlarda katkılanan Zn elementinin filmler üzerindeki etkisi raporlanmıştır. Filmlerin X- ışınları kırınımı (XRD) ile belirlenen yapısal özelliklerinden, filmlerin tamamının polikristal

yapıda olduğu sonucuna varılmıştır. Filmlerin kalınlıkları ve bazı optik özellikleri tanımlayan parametreler (sönme katsayısı ve kırılma indisi) spektroskopik elipsometre ile belirtilmiş ve kalınlık değerleri 245-232 nm arasında ölçülmüştür. Optik yöntemle belirlenen ölçümlerden tüm filmlerin optik bant aralıklarının 1.95 eV ile 2.07 eV arasında olduğu bulunmuştur. Görünür dalga boyunda (400 nm-700 nm) filmlerin geçirgenlik değerlerinin düşük olduğu belirlenmiştir. Filmlerin yüzey morfolojileri ve elementel analizleri sırasıyla Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Enerji Dağıtıcı X-ışını Spektroskopisi (EDX) ile elde edilmistir. Yapılan incelemeler sonucunda Zn katkı maddesinin filmlerin yapısal, optik ve yüzey özellikleri üzerinde iyileştirici etkisi olduğu sonucuna varılmıştır.

With the advancing technology, PbS and Zn doped PbS materials, which have many fields of study, stand out with their applications in electro-optic technology. In this study, pure, 2% and 4% Zn doped PbS films annealed at 250 °C annealing temperature were produced on ITO substrates by electrodeposition method. Structural, optical and surface properties of these produced films were examined with having broad range analysis methods, and the effect of Zn element doped at different rates on the films was reported. From the structural features of the films specified by X-ray diffraction (XRD), it was concluded that all of the films were in polycrystalline structure. The thickness of the films and the parameters defining some optical properties (extinction coefficient and refractive index) were stated by spectroscopic ellipsometer and the thickness values were measured between 245-232 nm. From the measurements determined by the optical method, it was found that the optical band gaps of all the films were between 1.95 eV and 2.07 eV. It has been determined that the transmittance values of the films at the visible wavelength (400 nm-700 nm) are low. The surface morphologies and elemental analyzes of the films obtained by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX), respectively. As a result of the investigations, it was concluded that the Zn dopant had a healing effect on the structural, optical and surface properties of the films.