Kuproz Oksit Cu2O Nanoyapılarının Gözenekli Silisyum Üzerinde Üretimi Yapısal ve Elektriksel Karakterizasyonu
Proje no. 20632 · Durum: Kapanmış · 2019
Özet
Bu projede, n-tipi silisyumdan anodizasyon yöntemi ile elde edilen gözenekli silisyum(PSi) üzerinde kuproz oksit(Cu2O) nanoyapıları elektrokimyasal birikim yöntemi ile elde edilmiştir. Birikim işlemini gerçekleştirmek için, akım yoğunluğu 0.2, 0.5 ve 0.8 mA/cm2, birikim süresi ise 15, 30, 60 ve 90 dakika değerlerinde seçilmiştir. Çözelti sıcaklığı ve pH’ı sırasıyla 65 0C ve 12 değerlerinde sabit tutulmuştur. Bu deneysel parametrelerin PSi/Cu2O nanoyapılar üzerindeki yapısal etkileri taramalı elektron mikroskobu(SEM) ve X-ışını kırınımı(XRD) yöntemlerii kullanılarak, elektriksel özellikleri ise akım voltaj(I-V) ve Hall ölçümleri ile incelenmiştir. SEM analizleri, sabit pH ve sıcaklık değerinde, çoğunlukla tepesi kesik piramit şeklinde Cu2O nanoyapıların yüzeyin büyük bir bölümünde meydana geldiğini, artan birikim süresi ve akım yoğunluğu ile de boyutlarının arttığını ortaya koymuştur. 90 dakikalık birikim süresinde bu yapıların birleşerek yüzeyden yukarı yönlü nanotel olarak büyüdüğü görülmüştür. XRD analizlerinden Cu2O nanoyapılarının büyük oranda polikristal yapıda, kübik fazda ve tercihli yöneliminin (111) düzlemi boyunca olduğu bulunmuştur. Ayrıca, akım yoğunluğunun artması ile, Cu2O nanoyapılarının ortalama kristalit boyutlarının arttığı, buna karşın FWHM, mikro deformasyon ve dislokasyon değerlerinin ise azaldığı bulunmuştur. PSi/Cu2O numunelerinin, oda sıcaklığında (300 K) ve karanlık ortamda gerçekleştirilen akım-voltaj (I-V) ölçümleri sonucunda, PSi/Cu2O’nun doğrultucu özellik sergilediği ve tipik bir p-n eklem diyotu gibi davrandığı bulunmuştur. Ayrıca, sabit akım yoğunluğunda, 15-60 dakikalık birikim süresi aralığında önemli diyot parametreleri olan idealite faktörünün ve seri direncin azaldığı bulunmuştur. PSi/Cu2O örnekler içerisinde elektriksel ölçümler sonucunda, 0.8 mA/cm2 akım yoğunluğunda hazırlanan 30 dakikalık örneğin, en yüksek mobilite, en düşük özdirenç, seri direnç ve idealite faktörü değerlerine sahip olduğu bulunmuştur. Deneysel parametrelerin değiştirilerek arzu edilen özelliklere sahip PSi/Cu2O örneklerin mevcut silisyum teknolojisine adaptasyonu kolay fonksiyonel bir malzeme olarak diyot, güneş pili vb. ileri teknolojik uygulamalara ve literatüre büyük bir katkı sağlaması beklenmektedir.