NANOYAPILI LANTAN KATKILI ZnO FİLMLERİNİN ELDE EDİLMESİ VE KARAKTERİZASYONU

Yıl 2018, Cilt: 5 Sayı: 9, 174 - 187, 31.12.2018

Saliha Ilıcan Gonca İlgü Büyük

Öz

Sol
jel metodu ile elde edilen çözeltiler kullanılarak, spin kaplama tekniği ile
Lantan (La) katkılı çinko oksit (ZnO) filmleri p-tipi silisyum (p-Si) alttaşlar üzerine elde edilmiştir. Elde edilen ZnO filmlerinin
morfolojik, yapısal ve optik özellikleri üzerine Lantan katkısının etkisi
araştırılmıştır. Filmlerin XRD spektrumları, X-ışınları toz kırınım cihazı ile
alınmıştır. Bütün filmlerin (002) tercihli yönelime sahip olduğu belirlenmiştir.
Ortalama tanecik boyutu, tane sınırları ve filmlerin yüzey durumlarının araştırılması
amacıyla, filmlerin SEM görüntüleri çekilmiştir. SEM görüntülerinden, filmlerin
nanoyapıda oluştuğu, birbirinden çok farklı yüzeyler oluşmadığı; yani, katkı
ile birlikte belirgin bir değişiklik olmadığı gözlenmiştir. La katkılı ZnO filmlerinin diffüz yansıma spektrumları UV-vis
spektrofotometre kullanılarak alınmıştır. Bu spektrumlar kullanılarak iki
farklı yöntemle optik bant aralık değerleri hesaplanmıştır.

Anahtar Kelimeler

Katkılı ZnO, nanoyapı, spin kaplama, XRD, SEM, Kubelka-Munk

Kaynakça

• [1] Ilgu, G., Caglar, Y., Ilican, S., Caglar, M., Ruzgar, S. The effect of sol concentration on the structural and electrical parameters of nanostructure ZnO films by sol gel dip coating. J. Nanoelectron. Optoe. 2014; 9: 622-627.
• [2] Raja, M., Muthukumarasamy, N., Velauthapillai, D., Balasundaraprabhu, R., Agilan, S., Senthil, T.S. Studies on bundle like ZnO nanorods for solar cell applications. Solar Energy. 2014; 106: 129-135.
• [3] Ates, T., Tatar, C., Yakuphanoglu, F. Preparation of semiconductor ZnO powders by sol gel method: Humidity sensors. Sensor. Actuat. A-Phys. 2013; 190: 153-160.
• [4] Abdi, Y., Jebreiil Khadem, S.M., Afzali, P. Resonantly excited ZnO nanowires for fabrication of high sensitivity gas sensor. Curr. Appl. Phys. 2014; 14: 227-231.
• [5] Al-Hardan, N.H., Jalar, A., Abdul Hamid, M.A., Keng, L.K., Ahmed, N.M., Shamsudin, R. A wide-band UV photodiode based on n-ZnO/p-Si heterojunctions. Sensor. Actuat. A-Phys. 2014; 207: 61-66.
• [6] Alahmed, Z.A., Yakuphanoglu, F. The effects of microfibers on electrical characteristics of zinc oxide thin film transistor. Microelectron. Eng. 2013; 110: 25-28.
• [7] Dimova-Malnovska, A.P., Sendova-Vassileva, M., Nichev, H. Ve Starbova, K. Preparation of ZnO nanowires by electrochemical deposition. Enrgy. Proced. 2010; 2: 55-58.
• [8] Arslan, A., Hur, E., Ilican, S., Caglar, Y., Caglar, M. Controlled growth of c-axis oriented ZnO nanorod array films by electrodeposition method and characterization. Spectrochim. Acta A. 2014; 128: 716-723.
• [9] Caglar, M., Caglar, Y., Ilican, S. The determination of the thickness and optical constants of the ZnO crystalline thin film by using envelope method. J. Optoelectron. Adv. Mater. 2006; 8: 1410-1413.
• [10] Yakuphanoğlu, F., Ilican, S., Caglar, M., Caglar, Y. The determination of the optical band and optical constants of non-crystalline and crystalline ZnO thin films deposited by spray pyrolysis. J., Optoelectron. Adv. M. 2007; 9(7): 2180-2185.
• [11] Caglar, Y., Yakuphanoğlu, F., Ilican, S., Caglar, M. Electrical characterization of ZnO/organic semiconductor diode. J. Optoelectron. Adv. M. 2008; 10: 2584-2587.
• [12] Aksoy, S., Caglar, Y., Ilican, S., Caglar, M. Sol-gel derived zinc oxide films: Effect of deposition parameters on structure, microstructure and photoluminescence properties. Superlattice. Microst. 2011; 50(5): 470-479.
• [13] Ilican, S. Effect of Na doping on the microstructures and optical properties of ZnO nanorods. Journal of Alloys and Compounds. 2013; 553: 225-232.
• [14] Chen J.T., Wang J., Zhang F., Zhang G.A., Wu Z.G., Yan P.X. The effect of La doping concentration on the properties of zinc oxide films prepared by the sol–gel method. Journal of Crystal Growth 2008; 310: 2627–2632.
• [15] Venkatesh, K. S., Vijayalakshmi, K., Karthick, K., Krishnamoorthi, S. R., Palani, N. S., Ilangovan, R. Fabrication of room temperature H2 gas sensor using püre and La: ZnO with novel nanocorn morphology prepared by sol–gel dip coating method. J. Mater. Sci: Mater. Electron. 2014; 25: 4339–4347.
• [16] Aal, N.A., Al-Hazmi, F., Al-Ghamdi, A., Hendi, A.A., Aloraimy, R.H., Nawar, A. M., El-Gazzar, S., El-Tantawy, F., Yakuphanoğlu, F. Nanostructure lanthanum doped zinc oxide optical materials. J. Nanoelectron. Optoe. 2014; 9(5): 628-638.
• [17] Ilican, S., Ilgu, G. Electrical Properties of n-ZnO:La/p-Si Heterostructure Diode. Journal of Nanoelectronics and Optoelectronics. 2016; 11(4): 401-406.
• [18] Cullity B.D., Stock S.R., Elements of X-ray Diffraction, 2nd Ed., Prentice-Hall, Inc., New Jersey, 2001.
• [19] Xu, J., Hao, S., Duan, X. Gu, S., Meng, X. Preparation and photoelectric properties of La-doped ZnO films. J Mater Sci: Mater Electron. 2013; 24: 4175-4179.
• [20] Murphy, A. B. Band-gap determination from diffuse reflectance measurements of semiconductor films, and application to photoelectrochemical water-splitting. Solar Energy Materials & Solar Cells. 2007; 91: 1326–1337.
• [21] Manikandan, A., Manikandan, E., Meenatchi, B., Vadivel, S., Jaganathan, S. K., Ladchumananandasivam, R., Henini, M., Maaza, M., Aanand, J. S. Rare earth element (REE) lanthanum doped zinc oxide (La: ZnO) nanomaterials: Synthesis structural optical and antibacterial studies. Journal of Alloys and Compounds. 2017; 723: 1155-1161.