Nanokompozit Cu:DLC ince film tabakalı Al/(Cu:DLC)/p-Si schottky diyotların hazırlanması, elektrik ile dielektrik özelliklerinin geniş frekans ve voltaj aralığında incelenmesi

Bu tez çalışması kapsamında, Al/(Cu:DLC)/p-Si yapıları oluşturuldu. İlk olarak, elektrokimyasal yöntemle üretilen ince (Cu:DLC) ara yüzey tabakanın yapısal analizi, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışını Fotoelektron Spektroskopi (XPS) teknikleri kullanılarak detaylı bir şekilde ele alındı. Daha sonra, hazırlanan bu yapıların hem elektrik hem de dielektrik özellikleri empedans spektrometre metodu (kapasitans-voltaj (C-V) ve kondüktans-voltaj (G/ɷ-V)) kullanılarak geniş bir frekans ve voltaj aralığında incelendi. Numunelerin, difüzyon potansiyeli (VD), Fermi enerjisi (EF), engel yüksekliği (B) ve tüketim tabaka genişliği (Wd) gibi temel elektriksel parametreleri ters öngerilim lineer C-2-V grafiğinin kesim noktasından ve eğiminden frekansa bağlı elde edildi ve frekansa oldukça bağlı olduğu gözlendi. Yapının elektriksel ve dielektriksel performansını oldukça etkileyen ara yüzey durumlarının (Nss) ve onların yaşama ömürleri (τ) voltaja bağlı değişim grafiği hem düşük-yüksek frekans kapasitans (CLF-CHF) metodundan hem de bu yöntemden daha hassas olan paralel-kondüktans metodundan elde edildi. Voltaja bağlı seri direnç (Rs) grafiği ise Nicollian-Brews metodundan elde edildi. Bu yapıların, dielektrik sabiti (ε'), dielektrik kayıp (ε"), kayıp tanjant (tanδ), karmaşık elektrik modülüsün gerçek ve sanal kısımları (M*=M'+jM"), elektriksel iletkenliğe (σ) gibi diğer parametreler de geniş frekans ve voltaj aralığında incelendi. Tüm bu elektrik, dielektrik ve iletkenlik parametrelerinin hem frekans hem de voltaja özellikle düşük ve orta frekanslarda çok bağlı olması, (Cu:DLC)/p-Si ara yüzeyinde oluşan Nss, ara yüzey tabakaya, yüzey ve dipol polarizasyonlarına atfedildi. Çünkü bu frekanslarda hem Nss rahatlıkla AC sinyalini takip edebilir hem de dipoller elektrik alan yönünde kendi eksenleri etrafında dönebilecek kadar zamana sahiptirler (T=2π/ɷ≥τ). Bu yüzden, gerçek C ve G değerlerinde ilave bir katkı sağlanır (Cex, Gex). Tüm bu sonuçlar, Nss ve polarizasyonun düşük frekanslarda ve tükenim bölgesinde etkin olduğu, Rs' nin ise yüksek frekanslarda ve yığılma bölgesinde etkin olduğunu göstermiştir.