ZnO tabanlı katmanlı ince filmlerin hazırlanması ve karakterizasyonu

Bu tez çalışmasında ultrasonik kimyasal püskürtme (UKP) tekniği ile ZnO tampon tabaka üzerine büyütülen Co ve Al/Co eş-katkılı ZnO ince film örnek yapıları hazırlandı. Belirlenen hazırlama koşullarına göre üretilen katkılı-katmanlı ZnO malzemelerin yapısal, optik ve elektriksel özellikleri oda sıcaklığında incelenmiştir. Katkılı-katmanlı ZnO ince film örneklerin, (002) yönelimli hexagonal wurtzit kristal yapısında olduğu belirlendi. Co iyonları, ZnO yapının optik band aralığını daraltmakta, örneğin optik geçirgenliğini azaltarak opaklaştırmakta ve koyu-yeşil renkte bir görünüm kazandırmaktadır. Co katkılı ZnO yapıya Al eklenmesi, optik özellikleri yeniden değiştirmektedir. Optik band aralığını biraz genişletmekte, optik geçirgenliği artırmakta dolayısıyla daha saydam hale getirmekte ve açık-yeşil renkte bir görünüme dönüştürmektedir. ZnO, Co:ZnO/ZnO ve (Al,Co):ZnO/ZnO örneklerin tümü yüksek frekanslarda 10-5 (ohm.cm)-1 mertebesinde alternatif akım (AC)-iletkenliğe sahiptir. Üst katmanı Co:ZnO olan örneğin daha resistif olduğu gözlenmiştir. Düşük frekanslarda ACiletkenliği en yüksek örnek yapısı ZnO iken en düşük örnek yapısı Co:ZnO/ZnO'tir. Bu çalışmada ZnO ana malzemedeki Al iyonlarının, Co iyonlarının yarattığı etkiyi yeniden düzenleyerek ayar etkisi yarattığı gözlenmiştir.