Katkısız ve indiyum katkılı çinko oksit ince filmlerin hidrotermal metot ile büyütülmesi ve karakterizasyonu

Çinko oksit optoelektronik uygulamalarda çokça kullanılan bir yarı iletkendir ve şeffaf iletken oksit (TCO) olarak oldukça avantajlı bir malzemedir. Son zamanlarda, araştırmacılar ZnO ince filmleri incelemek ve özelliklerini geliştirmek adına, birçok araştırma yürütmektedirler. Bu çalışmada katkısız ZnO ve farklı oranlarda katkılanmış (%1, %3, %5, %7), indiyum katkılı ZnO (IZO) filmler cam alt taş üzerinde hidrotermal metot ile üretildi. İndiyum katkısının, ZnO filmlerin yapısal, yüzey ve optik özelliklerine etkisi incelendi. Bunun yanı sıra, hidrotermal metodun parametreleri olan, büyütme süresin ve büyütme sıcaklığının ZnO ve IZO filmlerin özelliklerine olan etkisi analiz edildi. Bu amaç ile, ZnO filmlerin büyütme süreleri 3h, 5h, 7h, 9h ve 24h olarak değiştirildi. Ayrıca, büyütme sıcaklıkları da 90℃, 120℃ and 150℃ olarak değiştirildi. Film büyütme işleminden sonra, filmlerin optik, yapısal ve yüzey özelliklerinin karakterizasyonu için X-Işını Difraktometresi (XRD), Taramalı Elektron Mikroskopisi (SEM), Fotolüminesans spektroskopisi (PL) ve Ultraviyole-Görünür Işık (UV-Vis) absorpsiyon spektroskopi ölçümleri uygulandı. Bu Karakterizasyon metotlarıyla filmler için en uygun büyütme parametreleri belirlendi. Karakterizasyon sonuçlarına göre, tüm ZnO ve IZO filmler hidrotermal metot kullanılarak başarıyla üretildi. Hekzagonal vürtzit yapı ve alt taşa iyi yapışma gözlemlendi. Kristalit büyüklüğü, büyüme düzlemindeki XRD şiddeti, dislokasyon yoğunlıuğu ve mikro gerinim değerleri göz önüne alındığında, en iyi uzlaşmaya 9h büyüme süresi, %3In yüzdesi ve 90°C büyütme sıcaklığında ulaşıldı. PL sonucuna göre, en düşük kusur ve en yüksek kristalleşme kalitesi %3In, 9h ve 90°C filmlerde elde edildi. Sonuç olarak, bu çalışma için en iyi büyütme parametreleri, 9h büyütme süresi, 90°C büyütme sıcaklığı ve %3 In katkılama yüzdesi olarak bulundu.