Research Article
BibTex RIS Cite

Metal-Polimer-Yarıiletken Yapılı Schottky Bariyer Diyotun PCPDTBT:PCBM Arayüz Katmanı Kullanılarak Üretimi ve Farklı Sıcaklık Değerlerinde Karakterizasyonu

Year 2023, , 1395 - 1401, 28.12.2023
https://doi.org/10.35414/akufemubid.1338812

Abstract

Bu çalışmada PCPDTBT{Poli[2,6-(4,4-bis-(2-etilheksil)-4H-siklopenta[2,1-b;3,4-b']ditiyofen)-alt-4,7 (2,1,3-benzotiadiazol)]}:PCBM{[6,6]-fenil C61 bütirik asit metil ester} konsantrasyonu 2:1 katkı oranı ile hazırlanarak Schottky bariyer diyot (SBD) ara katmanı olarak kullanılmıştır. Üretilen SBD’in farklı sıcaklıklarda ve vakum altında akım-gerilim değerleri ölçülmüştür. Yapılan ölçümler sonucu elde edilen elektriksel parametreler analiz edilerek idealite faktörü, engel yüksekliği ve doyma akımı değerleri hesaplanarak farklı sıcaklık değerlerindeki karakteristik değişimleri izlenmiştir. 1,927 idealite değerine ulaşan SBD’de PCPDTBT:PCBM 2:1 oranındaki karışımın ara katman olarak kullanımının başarılı bir sonuç verdiği gözlemlenmiştir.

Supporting Institution

İzmir Bakırçay Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi

Project Number

BBAP.2022.012

Thanks

Bu çalışma, İzmir Bakırçay Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından desteklenmiştir. Proje numarası BBAP.2022.012

References

  • Ameri, T., Li, N., and Brabec, C. J., 2013. Highly efficient organic tandem solar cells: a follow up review. Energy & Environmental Science, 6,8, 2390-2413.
  • Boland, P., Lee, K., and Namkoong, G., 2010. Device optimization in PCPDTBT:PCBM plastic solar cells. Solar Energy Materials and Solar Cells, 94,5, 915-920.
  • Bronovets, M. A., Volodin, N. M., and Mishin, Y. N., 2020. New materials in semiconductor tensometry. Materials Letters, 267, 127467.
  • Crowell, C. R., 1965. The Richardson constant for thermionic emission in Schottky barrier diodes. Solid-State Electronics, 8, 4, 395–399.
  • Demir, G. E., 2021. Investigation on UV photoresponsivity of main electrical properties of Au/CuO-PVA/n-Si MPS type Schottky barrier diodes (SBDs). Physica B: Condensed Matter, 604, 412723.
  • Gökçen, M., Tunç, T., Altındal, Ş., and Uslu, I., 2012. The effect of PVA (Bi2O3-doped) interfacial layer and series resistance on electrical characteristics of Au/n-Si (110) Schottky barrier diodes (SBDs). Current Applied Physics, 12, 2, 525-530.
  • Hudait M. K., Vankatesvarlu, P., and Krupanidhi, S.B., 2001. Electrical transport characteristics of Au/n-GaAs Schottky diodes on n-Ge at low temperatures”, Solid-State Electron. 45, 1, 133-141.
  • Lim, L. W., Aziz, F., Muhammad, F. F., Supangat, A., and Sulaiman, K., 2016. Electrical properties of Al/PTB7-Th/n-Si metal-polymer-semiconductor Schottky barrier diode. Synthetic Metals, 221, 169-175.
  • Mustafa, A., and Abid, M. A. 2022. A review: methodologies for the synthesis of anthra [2,3-b] thiophene and naphtho [2,3-b:6,7-b'] dithiophene fragments for organic semiconductor materials. Tetrahedron Letters, 154258.
  • Özmen, Ö. T., 2014. Effects of PCBM concentration on the electrical properties of the Au/P3HT: PCBM/n-Si (MPS) Schottky barrier diodes. Microelectronics Reliability, 54, 12, 2766-2774.
  • Pu, X., and Bai, F. Q., 2023. Novel organic semiconductor materials combined by sumanene and corannulene: rational functionalization based on the electronic structures of highly curved buckybowl. Journal of Molecular Structure, 136127.
  • Rhoderick, E. H., and Williams, R. H.,1988. Metal-Semiconductor Contacts. Oxford: Clarendon press.
  • Ta, J., Sun, W., and Lu, L., 2022. Organic small molecule semiconductor materials for OFET-based biosensors. Biosensors and Bioelectronics, 114667.
  • Tecimer, H., Uslu, H., Alahmed, Z. A., Yakuphanoğlu, F., and Altındal, Ş., 2014. On the frequency and voltage dependence of admittance characteristics of Al/PTCDA/P-Si (MPS) type Schottky barrier diodes (SBDs). Composites Part B: Engineering, 57, 25-30.
  • Tromer, R. M., Machado, L. D., Woellner, C. F., and Galvao, D. S., 2021. Thiophene-Tetrathia-Annulene monolayer (TTA-2D): A new 2D semiconductor material with indirect bandgap. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 129, 114586.
  • Tuktarov, A. R., Chobanov, N. M., Sadretdinova, Z. R., Salikhov, R. B., Mullagaliev, I. N., Salikhov, T. R., and Dzhemilev, U. M., 2021. New n-type semiconductor material based on styryl fullerene for organic field-effect transistors. Mendeleev Communications, 31, 5, 641-643.
  • Tung R.T., 2000. omment on numerical study of electrical transport in homogeneous Schottky diodes. Journal of Applied Physics, 88, 3, 7366-7368.
  • Xia, G. M. 2019. Interdiffusion in group IV semiconductor material systems: applications, research methods and discoveries. Science Bulletin, 64, 19, 1436-1455.

Production of Metal-Polymer-Semiconductor Schottky Barrier Diode Using PCPDTBT:PCBM Interface Layer and Characterization at Different Temperature Values

Year 2023, , 1395 - 1401, 28.12.2023
https://doi.org/10.35414/akufemubid.1338812

Abstract

In this study, PCPDTBT{Poly[2,6-(4,4-bis-(2-ethylhexyl)-4H-cyclopenta[2,1-b;3,4-b']dithiophene)-alt-4,7 (2 ,1,3-benzothiadiazole]}:PCBM{[6,6]-phenyl C61 butyric acid methyl ester} concentration was prepared with a 2:1 additive ratio and used as a Schottky barrier diode (SBD) interlayer. The current-voltage values of the produced SBD were measured at different temperatures and under vacuum. By analyzing the electrical parameters obtained as a result of the measurements, the ideality factor, barrier height and saturation current values were calculated and the characteristic changes at different temperature values were monitored. It was observed that the use of a mixture of PCPDTBT:PCBM 2:1 as an interlayer in SBD, which reached an ideality value of 1,927, gave a successful result.

Project Number

BBAP.2022.012

References

  • Ameri, T., Li, N., and Brabec, C. J., 2013. Highly efficient organic tandem solar cells: a follow up review. Energy & Environmental Science, 6,8, 2390-2413.
  • Boland, P., Lee, K., and Namkoong, G., 2010. Device optimization in PCPDTBT:PCBM plastic solar cells. Solar Energy Materials and Solar Cells, 94,5, 915-920.
  • Bronovets, M. A., Volodin, N. M., and Mishin, Y. N., 2020. New materials in semiconductor tensometry. Materials Letters, 267, 127467.
  • Crowell, C. R., 1965. The Richardson constant for thermionic emission in Schottky barrier diodes. Solid-State Electronics, 8, 4, 395–399.
  • Demir, G. E., 2021. Investigation on UV photoresponsivity of main electrical properties of Au/CuO-PVA/n-Si MPS type Schottky barrier diodes (SBDs). Physica B: Condensed Matter, 604, 412723.
  • Gökçen, M., Tunç, T., Altındal, Ş., and Uslu, I., 2012. The effect of PVA (Bi2O3-doped) interfacial layer and series resistance on electrical characteristics of Au/n-Si (110) Schottky barrier diodes (SBDs). Current Applied Physics, 12, 2, 525-530.
  • Hudait M. K., Vankatesvarlu, P., and Krupanidhi, S.B., 2001. Electrical transport characteristics of Au/n-GaAs Schottky diodes on n-Ge at low temperatures”, Solid-State Electron. 45, 1, 133-141.
  • Lim, L. W., Aziz, F., Muhammad, F. F., Supangat, A., and Sulaiman, K., 2016. Electrical properties of Al/PTB7-Th/n-Si metal-polymer-semiconductor Schottky barrier diode. Synthetic Metals, 221, 169-175.
  • Mustafa, A., and Abid, M. A. 2022. A review: methodologies for the synthesis of anthra [2,3-b] thiophene and naphtho [2,3-b:6,7-b'] dithiophene fragments for organic semiconductor materials. Tetrahedron Letters, 154258.
  • Özmen, Ö. T., 2014. Effects of PCBM concentration on the electrical properties of the Au/P3HT: PCBM/n-Si (MPS) Schottky barrier diodes. Microelectronics Reliability, 54, 12, 2766-2774.
  • Pu, X., and Bai, F. Q., 2023. Novel organic semiconductor materials combined by sumanene and corannulene: rational functionalization based on the electronic structures of highly curved buckybowl. Journal of Molecular Structure, 136127.
  • Rhoderick, E. H., and Williams, R. H.,1988. Metal-Semiconductor Contacts. Oxford: Clarendon press.
  • Ta, J., Sun, W., and Lu, L., 2022. Organic small molecule semiconductor materials for OFET-based biosensors. Biosensors and Bioelectronics, 114667.
  • Tecimer, H., Uslu, H., Alahmed, Z. A., Yakuphanoğlu, F., and Altındal, Ş., 2014. On the frequency and voltage dependence of admittance characteristics of Al/PTCDA/P-Si (MPS) type Schottky barrier diodes (SBDs). Composites Part B: Engineering, 57, 25-30.
  • Tromer, R. M., Machado, L. D., Woellner, C. F., and Galvao, D. S., 2021. Thiophene-Tetrathia-Annulene monolayer (TTA-2D): A new 2D semiconductor material with indirect bandgap. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 129, 114586.
  • Tuktarov, A. R., Chobanov, N. M., Sadretdinova, Z. R., Salikhov, R. B., Mullagaliev, I. N., Salikhov, T. R., and Dzhemilev, U. M., 2021. New n-type semiconductor material based on styryl fullerene for organic field-effect transistors. Mendeleev Communications, 31, 5, 641-643.
  • Tung R.T., 2000. omment on numerical study of electrical transport in homogeneous Schottky diodes. Journal of Applied Physics, 88, 3, 7366-7368.
  • Xia, G. M. 2019. Interdiffusion in group IV semiconductor material systems: applications, research methods and discoveries. Science Bulletin, 64, 19, 1436-1455.
There are 18 citations in total.

Details

Primary Language Turkish
Subjects Classical Physics (Other), Materials Engineering (Other)
Journal Section Articles
Authors

Ömer Berkan Çelik 0009-0004-0116-766X

Burak Taş 0000-0002-9928-5004

Özgün Uz 0000-0002-6752-2861

Hüseyin Muzaffer Şağban 0000-0001-8820-5622

Özge Tüzün Özmen 0000-0002-5204-3737

Project Number BBAP.2022.012
Early Pub Date December 22, 2023
Publication Date December 28, 2023
Submission Date August 7, 2023
Published in Issue Year 2023

Cite

APA Çelik, Ö. B., Taş, B., Uz, Ö., Şağban, H. M., et al. (2023). Metal-Polimer-Yarıiletken Yapılı Schottky Bariyer Diyotun PCPDTBT:PCBM Arayüz Katmanı Kullanılarak Üretimi ve Farklı Sıcaklık Değerlerinde Karakterizasyonu. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 23(6), 1395-1401. https://doi.org/10.35414/akufemubid.1338812
AMA Çelik ÖB, Taş B, Uz Ö, Şağban HM, Tüzün Özmen Ö. Metal-Polimer-Yarıiletken Yapılı Schottky Bariyer Diyotun PCPDTBT:PCBM Arayüz Katmanı Kullanılarak Üretimi ve Farklı Sıcaklık Değerlerinde Karakterizasyonu. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. December 2023;23(6):1395-1401. doi:10.35414/akufemubid.1338812
Chicago Çelik, Ömer Berkan, Burak Taş, Özgün Uz, Hüseyin Muzaffer Şağban, and Özge Tüzün Özmen. “Metal-Polimer-Yarıiletken Yapılı Schottky Bariyer Diyotun PCPDTBT:PCBM Arayüz Katmanı Kullanılarak Üretimi Ve Farklı Sıcaklık Değerlerinde Karakterizasyonu”. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 23, no. 6 (December 2023): 1395-1401. https://doi.org/10.35414/akufemubid.1338812.
EndNote Çelik ÖB, Taş B, Uz Ö, Şağban HM, Tüzün Özmen Ö (December 1, 2023) Metal-Polimer-Yarıiletken Yapılı Schottky Bariyer Diyotun PCPDTBT:PCBM Arayüz Katmanı Kullanılarak Üretimi ve Farklı Sıcaklık Değerlerinde Karakterizasyonu. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 23 6 1395–1401.
IEEE Ö. B. Çelik, B. Taş, Ö. Uz, H. M. Şağban, and Ö. Tüzün Özmen, “Metal-Polimer-Yarıiletken Yapılı Schottky Bariyer Diyotun PCPDTBT:PCBM Arayüz Katmanı Kullanılarak Üretimi ve Farklı Sıcaklık Değerlerinde Karakterizasyonu”, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 23, no. 6, pp. 1395–1401, 2023, doi: 10.35414/akufemubid.1338812.
ISNAD Çelik, Ömer Berkan et al. “Metal-Polimer-Yarıiletken Yapılı Schottky Bariyer Diyotun PCPDTBT:PCBM Arayüz Katmanı Kullanılarak Üretimi Ve Farklı Sıcaklık Değerlerinde Karakterizasyonu”. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 23/6 (December 2023), 1395-1401. https://doi.org/10.35414/akufemubid.1338812.
JAMA Çelik ÖB, Taş B, Uz Ö, Şağban HM, Tüzün Özmen Ö. Metal-Polimer-Yarıiletken Yapılı Schottky Bariyer Diyotun PCPDTBT:PCBM Arayüz Katmanı Kullanılarak Üretimi ve Farklı Sıcaklık Değerlerinde Karakterizasyonu. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2023;23:1395–1401.
MLA Çelik, Ömer Berkan et al. “Metal-Polimer-Yarıiletken Yapılı Schottky Bariyer Diyotun PCPDTBT:PCBM Arayüz Katmanı Kullanılarak Üretimi Ve Farklı Sıcaklık Değerlerinde Karakterizasyonu”. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 23, no. 6, 2023, pp. 1395-01, doi:10.35414/akufemubid.1338812.
Vancouver Çelik ÖB, Taş B, Uz Ö, Şağban HM, Tüzün Özmen Ö. Metal-Polimer-Yarıiletken Yapılı Schottky Bariyer Diyotun PCPDTBT:PCBM Arayüz Katmanı Kullanılarak Üretimi ve Farklı Sıcaklık Değerlerinde Karakterizasyonu. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2023;23(6):1395-401.


Bu eser Creative Commons Atıf-GayriTicari 4.0 Uluslararası Lisansı ile lisanslanmıştır.