Kobalt katkılandırılmış ZnO yarıiletken malzemelerin üretimi ve elektriksel özelliklerinin araştırılması

Yarı iletkenlik özelliğe sahip çinko oksit (ZnO) bileşiği; önemli teknolojik bir malzemedir. Kafes yapısında bir simetri ekseni (wurtzite) olmadığından, güçlü piezo ve piroelektrik özellikler gösterir. Bu özellikleri nedeniyle çinko oksit; geniş çaplı olarak elektromekanik bağlantılarda, mekanik işletici düzenlerde ve piezoelektrik etkili sensörlerde kullanılaır. Ayrıca çinko oksitin 3.37 eV'luk geniş bir bant aralığına sahip olası, onun uygun kısa dalga boylu optoeletronik uygulamalarda da kullanılmasını sağlamıştır.Bu çalışmada, çinko okside (ZnO)'e düşük oranlarda kobalt (Co) katılarak dört çeşit yeni yarı iletken malzeme üretilmiştir. Çinko oksite düşük orandaki Co katkıları, fiziksel olarak ve sinterleme yoluyla yapılmıştır. Elde edilen malzemeler; 900, 1100 ve 1300 ºC sıcaklıklarda ayrı ayrı üçer saat süreyle normal çevre koşulları altında sinterleme işlemine tabi tutulmuştur. Katkı sonrasında; kobaltın ve sinterleme sıcaklıklarının çinko oksidin mikroyapı ve iletkenlik özelliklerini nasıl etkilediğini belirlemek amacıyla; taramalı elektron mikroskobu (SEM), x-ışınları kırınımı (XRD) ve iletkenlik ölçüm çalışmaları yapılmıştır.Elde edilen sonuçlardan; artan kobalt katkısının ZnO'in mikroyapısısnda önemli bir değişikliğe neden olmadığı ve sinterleme sıcaklığının kristal kafes yapısında az oranda değişikliklere yol açtığı görülmüştür. Yapılan deneylerde; artan kobalt içeriği ve sinterleme sıcaklıklarına bağlı olarak, çinko oksidin iletkenlik özelliklerinde önemli değişikliklerin meydana geldiği ve artma gösterdiği yapılan deneyler sonucunda tespit edilmiştir.