Organik-inorganik hibrit yarı iletken fotodiyotların geliştirilmesi

Bu çalışmada sol-jel metotla sentezlenen farklı coumarin konsantrasyonlarında Coumarin: ZnO, Coumarin:CdO ve Coumarin:TiO2 ince filmleri p-Si üzerine damla döküm teknik ile oluşturulmuştur. Farklı coumarin konsantrasyonlarında üretilen filmlerin morfolojik analizi taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen ZnO, CdO ve TiO2 tozlarının yapısal ve optik analizi sırasıyla X ışını difraktometresi (XRD) ve ultraviyole görünür ışık absorbsiyon spektrofotometresi ile kontrol edilmiştir. ZnO, CdO ve TiO2 nano tozlarının yüksek yoğunlukta iyi kristalleştiği ve yasak enerji aralıklarının sırasıyla 3.070, 2.31 ve 3.219 eV olduğu belirtilmiştir. Bunun yanında coumarin katkılamanın, üretilen Al/Coumarin: ZnO/p-Si/Al, Al/Coumarin: CdO/p-Si/Al ve Al/Coumarin:TiO2/p-Si/Al fotodiyotlarının elektriksel özelliklerini ne ölçüde değiştirdiği araştırılmıştır. Farklı coumarin konsantrasyonlarında üretilen organik-inorganik hibrit numunelerin fotodiyot özellikleri, 20 ile 100 mW/cm2 arasında değişen ışık yoğunlukları altında Akım-Gerilim (I-V) karakteristikleri ile çalışılmıştır. Üretilen tüm fotodiyotların hesaplanan doğrultma oranı değerleriyle mükemmel doğrultucu özellik sergilediği vurgulanmıştır. Ayrıca üretilen tüm fotodiyotların karanlık şartlar altındaki fotoakımının aydınlık şartlar altındakinden daha küçük olduğu görülmüştür. Farklı coumarin katkılama oranları için LogIph-LogP çizgilerinden elde edilen m değerleri, tüm diyotların fotoiletken davranış sergilediğini göstermiştir. Ayrıca devre elemanlarının geçici Fotoakım-Zaman (I-t) karakterisitkleri üretilen fotodiyotların ışığa duyarlı olduğunu göstermiştir. Devre elemanlarının elektriksel davranışları Kapasite-Voltaj (C-V) ve İletkenlik-Voltaj (G-V) ölçümleri ile farklı frekanslarda araştırılmıştır. Frekans arttıkça kapasitenin azaldığı, iletkenliğin ise arttığı tespit edilmiştir. Bu durum üretilen numunelerin arayüz durumlarının varlığı ile açıklanmıştır. Devre elemanlarının seri direnç (Rs) ve arayüz durum yoğunluğu (Dit) değerlerinin frekansa ve coumarin konsantrasyonuna önemli ölçüde bağlı olduğu anlaşılmıştır. Elde edilen yapısal ve elektriksel karakterizasyon sonuçları üretilen tüm devre elemanlarının optoelektronik uygulamalarda optik sensör veya fotodiyot olarak kullanılabileceğini doğrulamıştır.