Tekli RF plazma metodu ile üretilmiş amorf hidrojenlenmiş karbon ince filmlerin (a-C: H) optik bant aralıklarının karakterizasyonu

Bu çalışmada plazma kaplama metodu ile üretilmiş a-C:H ince filmlerin optik bant aralıkları incelenmiştir. Çalışmada kullanılan ince filmler 15 dakika kaplama süresi içerisinde ve 0,2 torr çember basıncı altında üretilmiştir. İnce filmlerin üretiminde kullanılan plazma, farklı numuneler için 40 MHz plazma frekansı altında ve 100, 150 ve 200 W elektrik güçleri altında oluşturulmuştur. Üretilen ince filmlerin kalınlıkları elipsometre cihazı ile sırasıyla 100, 150 ve 200 W elektrik gücü altında üretilen ince filmler için 798, 850 ve 946 Ao olarak bulunmuştur. Analizler sonucu plazma frekansının değiştirilmesinin film kalınlıklarına herhangi önemli bir etkisi olmadığı ve plazma gücünün ve kaplama süresinin artırılmasının ince film kalınlığını artmasını sağladığı ortaya çıkarılmıştır. İnce filmlerin optik özellikleri ışık geçirgenlik deneyleri aracılığı ile incelenerek, 100, 150 ve 200 W elektrik güçleri altında üretilmiş plazmalar tarafından kaplanan ince filmlerin dalgaboyuna ve ışık enerjisine bağlı optik geçirgenlik verileri elde edilmiştir. Bu veriler kullanılarak filmlerin dalgaboyuna bağlı soğurma katsayıları hesaplanmıştır. Soğurma katsayılarından faydalanarak, filmlerin optik bant aralıkları sırasıyla 1,36, 1,23 ve 0,86 eV olarak bulunmuştur. Yapılan analizler sonucu, ince film üretiminde plazma frekansının rolünün önemli olduğu, plazma frekansına uygulanan değişikliklerin doğrudan üretilen filmin bağ yapısını etkilediği ve bunun sonucu olarak optik bant enerjilerinde farklılık meydana getirdiği ortaya çıkarılmıştır. Hesaplamaların sonuçlarından faydalanılarak, ince filmlerin üretim koşullarına bağlı optik bant aralığı değişimleri teorik olarak modellenmiştir. Elde edilen model, bazı bilinen renklerde verimli çalışacak cihazların üretiminde kullanılabilme potansiyeli olan ince filmler için üretim parametrelerinin hesaplanmasında kullanılmıştır.