Bor Nitrür Kaplanmış Malzemelerde Yarı İletkenlik Özellikler


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2016

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Kaan Soysal

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bor nitrür (BN) amorf, turbostratik, rombohedral, vürtzit, hegzagonal ve kübik kristal yapısından dolayı farklı kullanım alanlarına sahiptir. BN'nin elektriksel iletkenlik özeliğini ortaya çıkarabilmek amacıyla, üre (CO(NH2)2) ve borik asidin (H3BO3) reaktant olarak seçildiği bu çalışmada, ayrışma reaksiyonlarından elde edilen dimerleşmiş üre, bor oksit (B2O3) ve amonyak (NH3) reaksiyonlarından, sırasıyla standart şartlardaki Gibbs serbest entalpileri, denge sabitleri, 200 °C, 300 °C ve 1000 °C'deki Gibbs serbest entalpileri hesaplandı. Negatif Gibbs serbest entalpiye sahip reaksiyonlar kuvars camdan imal edilmiş reaktörde yürütüldü. Reaksiyon şartları olarak atmosferik basınçta ve yoğun azot ortamında farklı sıcaklık, farklı süre ve farklı reaktant kütle oranları kullanıldı. Bu şartlarda yarı iletken malzeme olan silisyum karbür (SiC) matriksinde kimyasal buhar biriktirme yöntemi (KBB) ile BN kaplama yapıldı. Yüzeyde oluşan B2O3 yapısını gidermek amacıyla metanol kullanıldı. Metanol gideriminden sonra numuneler izostatik preste kalıplandı. Kalıplanan numuneler vakumlanarak degaze edilmiş fırında, 1500 °C'de azot atmosferinde sinterlendi. XRD, SEM, EDX ve FTIR analizlerinden, 1000 °C ve 1100 °C'de yoğun azot atmosferinde yapılan kaplamalarda epitaksiyal büyütme sonucunda elde edilen yapıların turbostratik BN yapısı yanı sıra hegzagonal BN olduğu anlaşıldı. BN kaplaması yapılan SiC'nin yarı iletken özelik gösterdiği ve ortalama özdirenç değerinin 6,07x1011 Ω.cm; iletkenliğinin ise 0,17x10-11 S/cm olduğu tespit edildi. Bu sonuçların, elektrik-elektronik uygulamalarında ileri teknoloji imkânları sağlayacağı düşünülmektedir.