İki boyutlu GaSe katkılı PVP ince film tabanlı fotodedektörlerin üretilmesi ve incelenmesi

Bu tez çalışmasında, PVP+%GaSe solüsyonundan üretilmiş ince filmlerin optik ve elektriksel karakteristikleri belirlenerek iki boyutlu yarıiletken kullanımının Schottky fotodiyot ve alan etkili transistör üzerine etkileri incelenmiştir. Son yıllarda araştırmacıların grafen benzeri malzemelere yönelmesi, iki boyutlu yarı iletkenlerin elektronik veya optik aygıt üretiminde kullanımının hız kazanmasına sebep olmuştur. Tez çalışması kapsamında iki boyutlu yarıiletkenlerden biri olan GaSe belirli yüzde konsantrasyonlarında katkılanarak PVP polimer maddesi ile katkılanmıştır. Katkılanan PVP+GaSe çözeltisi dönel kaplama tekniği ile Si alttaş üzerine ince filmler kaplanmıştır. Hazırlanan ince filmlerin yüzey morfolojisinin görüntüsü taramalı elektron mikroskobuyla (SEM), kalınlık tayini ve kırılma indisi parametreleri Elipsometre yöntemiyle, yapısal karakteristiği X ışını kırınımı (XRD) yöntemiyle, optik karakteristikleri ise Raman ve Fotolüminesans spektroskopileriyle analiz edilmiştir. Ardından mikroelektronik aygıt fabrikasyon aşamalarına geçilerek Schottky diyot ve transistör aygıtları uygun maske ve fabrikasyon teknikleriyle elde edilmiştir. Numunelerin elektriksel karakteristiklerinin belirlenmesinde karanlık ortamda akım-gerilim (I-V) ve farklı ışık şiddetleri altında kısa devre akımı-zaman (I-t) ölçümleri analiz edilmiştir. Karanlık ortamda alınan akım-gerilim ölçümlerinin grafiklerinden önemli diyot parametreleri hesaplanmıştır. Aydınlık ortamda değişen ışık şiddetine bağlı olarak kısa devre akımı-zaman (I-t) ölçümleri yapılmıştır. I-t grafiğinden fotocevap, dış kuantum verimi ve alıcılık gibi parametreler hesaplanmıştır. Deneysel sonuçlara göre, en yüksek GaSe konsantrasyonuna sahip PVP+%5 GaSe ince filme sahip aygıtların en iyi Schottky diyot performansı, en iyi fotocevap, en yüksek dış kuantum verimi ve en yüksek doğrultma oranı değerlerine sahip olduğu gözlenmiştir. Benzer şekilde yapılan transistör denemelerinden elde edilen akım -gerilim karakteristiğine bakıldığında PVP+%5 GaSe ince filme sahip transistörlerin en iyi performansa sahip olduğu gözlenmiştir.