Au/Ca3Co4Ga0,001Ox/n-Si yapılarda doğru ve ters beslem akım-voltaj (I-V) karakteristiklerinin 80-340 K sıcaklık aralığında incelenmesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2015

Öğrenci: ELİF MARIL

Danışman: ŞEMSETTİN ALTINDAL

Özet:

Au/Ca3Co4Ga0,001Ox/n-Si yapılarda, akım-iletim mekanizmaları 80-340 K sıcaklık aralığında incelendi. LnI-V grafikleri, düşük (0,075-0,250 V) ve orta (0,27-0,70 V) voltajlarda iki lineer bölge sergiledi. Engel yüksekliği (Bo) ve idealite faktörü (n) değerleri bu bölgelerin kesim noktası ve eğimlerinden elde edildi. Bo değeri artan sıcaklıkla artarken n değeri azalmaktadır. Gaussian dağılıma (GD) delil teşkil etmek amacıyla Bo ve (n-1-1) - q/2kT ile Bo - n grafikleri çizildi ve hepsinde farklı eğimli iki lineer bölge gözlendi. Bu bölgeler düşük sıcaklık (LTR): (80-160 K) ve yüksek sıcaklık (HTR): (200-340 K) aralıklarıdır. Ortalama engel yüksekliği ( B  ) ve standart sapma (s) değerleri ΦBo-q/2kT grafiğinden küçük voltajlarda LTR için 0,382 eV, 0,060 V ve HTR için ise 0,850 eV, 0,135 V elde edildi. Orta voltajlarda ise bunlar LTR için 0,364 eV, 0,059 V HTR için 0,806 eV, 0,132 V elde edildi. Bu değerler kullanılarak modifiye Richardson ((Ln(Io/T2)- (q2s2/2k2T2)-q/kT) grafiğinin eğimi ve kesme noktasından ̅Bo ve Richardson sabiti (A*) değerleri sırasıyla düşük voltajlarda; LTR için 131,81 Acm-2K-2, 0,381 eV ve HTR için 129,35 Acm-2K-2, 0, 854 eV elde edilirken orta voltajlarda LTR için 148,01 Acm-2K-2, 0,377 eV ve HTR için 143,77 A.cm-2K-2, 0,812 eV elde edildi. Bu sonuçlar, akım iletim mekanizmasının Termiyonik emisyon (TE) bazlı çift GD ile açıklanabileceğini göstermektedir. Ters beslemde çizilen Ln (Ir/Er)-E0,5 grafikleri de farklı lineer bölge sergiledi ve kesme noktası B(T) ve eğimleri m(T) değerlerinin q/kT'ye karşı grafikleri çizildi. Ca3Co4Ga0,001Ox tabakasının dielektrik sabiti () ve engel yüksekliği (t) sırasıyla bu grafiklerin eğimlerinden sırasıyla 3,1 ve 37,1 meV olarak elde edildi. Bu sonuçlar, Ir-Vr karakteristiklerinin elektrik alana bağımlılığı ile tanımlanabildiğini göstermektedir. Bu nedenle, Au/Ca3Co4Ga0,001Ox/n-Si yapılarda baskın iletim mekanizması Frenkel-Poole eMSyonu (FPE) veya Schottky eMSyonu (SE) ile açıklanabilir. Bu t değeri oldukça düşüktür ve 3,1 olarak bulunan dielektrik sabiti ise SiO2'nin geleneksel dielektrik değerine (3,8) yaklaşmaktadır. Elde edilen sonuçlar, (Ca3Co4Ga0,001Ox) ara yüzey tabakasının esnek, üretimi kolay ve düşük maliyet açısından geleneksel SiO2 yalıtkan tabakanın yerine kullanılabileceğini göstermektedir