Analytical investigation of free energy and entropy of semiconductors by using einstein-debye approach

Modern elektronik teknolojinin hızlı gelişimini belirleyen yarıiletkenlerin neredeyse tüm dikkate değer özelliklerinin incelenmesi günümüzün önemli çalışma alanı olduğu bilinmektedir. Küçük boyutları ve orta düzeyde güç tüketimi nedeniyle, yarıiletken transistörleri giderek daha büyük mikro devrelere ve daha sonra mikro işlemcilere bağlamak mümkün hale geldi. Bu nedenle, yarıiletkenlerin fiziksel, kimyasal ve diğer özelliklerinin incelenmesi günümüzün aktüel konularından biridir. Bilindiği gibi yerıiletkenlerin elektronik yapısına göre elektrik, termodinamik, manyetik özellikler gibi birçok özellikleri teorik ve deneysel yöntemlere göre incelene bilinir. Bu özelliklerin en önemlilerinden biride termodinamik açıdan kristal yapıda kaçınılmaz olarak kusur oluşum süreçleri ve ilgili elektronik süreçler, malzemenin fiziksel özellikleri üzerindeki istenmeyen etkisinin incelenmesi önemli bir rol oynar. Yarıiletkenleri termodinamik özeliklerini incelenmesi önemli teorik yaklaşımlar önerilmiştir. Bu yöntemlerden birside son dönemlerde önerilen amma çok uygulaması olmayan Einstein-Debye yaklaşımıdır. Yapılan incelemeler sonucunda Einstein-Debye yaklaşımına göre yarıiletkenlerin termodinamik özelliklerinin sıcaklığa göre değişmesinden alınan sonuçların daha hassas olduğu görülmüştür. Bu tezde, Einstein-Debye yaklaşımına göre entropi ve Gibbs enerjisini için analitik ifade oluşturularak, tüm sıcaklık aralığında InP,InAs,GeS ve ZnO yarı iletkenlerinin entropi ve Gibbs enerjisinin hesaplama sonuçları farklı deneysel-teorik çalışmaların sonuçları ile karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Alınan sonuçlar sıcaklığın farklı değerlerine göre grafik ve tablo olarak verilmiş ve incelenmiştir.