İTÜDERGİSİ/c, Cilt 7, Sayı 1 (2009)

Yazı Büyüklüğü:  Küçük  Orta  Büyük

ZnO ince filmlerin optik ve yapısal özelliklerine ısıl işlem sıcaklığının etkisi

İdris SORAR, Fatma Z. TEPEHAN

Özet


Çinko oksit (ZnO) yasak band aralığı yaklaşık 3.3 eV olan ve elektromanyetik spektrumun geniş bir aralığında yüksek geçirgenliğe sahip yarıiletken bir malzemedir. Çinko oksit ucuzluğu, sağlığa zararlı olmaması ve diğer şeffaf iletken malzemelere alternatif olma potansiyelinden dolayı son yıllarda yaygın olarak çalışılmaktadır. Bu çalışmada sol-jel döndürerek kaplama metodu ile Corning 2947 taşıyıcılar üzerine çinko oksit ince filmler hazırlanmıştır. Hazırlanan filmlere 100, 250, 350 ve 550oC’de ısıl işlem uygulamıştır. Farklı ısıl işlem sıcaklıklarının çinko oksit ince filmlerin optik ve yapısal özellikleri üzerine etkisi araştırılmıştır. Optik parametreler NKD spektrofotometresinden elde edilmiştir. Filmlerin kristal yapısı ve yüzey morfolojisi sırasıyla X-Işını Kırınımı (X-Ray Diffraction, XRD) ve Atomik Kuvvet Mikroskobu (Atomic Force Microscopy, AFM) ile analiz edilmiştir. Farklı ısıl işlem uygulanan filmlerin tamamının görünür bölgede oldukça yüksek geçirgenliğe sahip oldukları görülmüştür. 300–400 nm dalgaboyu aralığında ise ısıl işlem sıcaklığının etkisi daha belirgin ortaya çıkmıştır. XRD sonuçlarına göre 100, 250 ve 350oC ısıl işlem sıcaklığına tabi tutulan filmlerin amorf yapıda oldukları; 550oC’de ısıl işlem uygulanan filmin ise kristal yapıda olduğu görülmüştür. AFM resimlerinden elde edilen sonuçlara göre ısıl işlem sıcaklığının artmasıyla filmlerin yüzey morfolojilerinin de önemli ölçüde değiştiği görülmüştür. Hazırlanan ZnO filmlerin tamamı uygulanan bütün ısıl işlem sıcaklıklarında 7.5 nm ve altındaki Rms değerleriyle oldukça pürüzsüz yüzeylere sahiptir. En düşük pürüzlülüğe sahip film 350oC’de elde edilmiştir.

 

Anahtar Kelimeler: Çinko oksit, sol-jel, optik özellikler, yapısal özellikler.

Tam Metin: PDF