Research Article

Selenyum Katkılı Çinko Oksit'in Yapısal ve Elektronik Özelliklerinin Teorik İncelenmesi

Volume: 13 Number: 2 June 1, 2023
EN TR

Selenyum Katkılı Çinko Oksit'in Yapısal ve Elektronik Özelliklerinin Teorik İncelenmesi

Abstract

Sahip olduğu elektronik özelliklerden dolayı Çinko Oksit (ZnO) yeni nesil güneş pillerinde kullanılan önemli malzemelerdendir. Ancak saf ZnO’nun güneşten gelen ışınlar ile çalışma veriminin arttırılması gerekmektedir. Yabancı atomlar ile katkılama bu anlamda önemli tekniklerden biridir. Bu çalışmada ZnO kristalinin Se atomu ile katkılanması teorik olarak incelenmiştir. Hesaplamalarda yoğunluk fonksiyoneli teorisi (YFT) kullanıldı. Ancak teorinin bilinen hatalarını düzeltmek için hesaplamalarda YFT+U düzeltmesi yapıldı. Bu metot ile saf ZnO’nun bant aralığı 3.27 eV değerinde hesaplandı. Bu değer deneysel değer olan 3.44 eV değerine yakındır. Se atomu kristal yapı içerisinde yerel bozulmalara yol açmaktadır. Ancak bu bozulmalar ZnO kristalinin karakteristik özelliklerini kayda değer değiştirmemektedir. Se ile katkılama esas olarak elektronik yapıda değişime yol açmaktadır. Daha fazla değerlik elektronuna sahip Se ile Zn atomu yer değiştirdiğinde bant aralığında, valans bant maksimumunun üzerinde safsızlıktan kaynaklanan iki dolu enerji seviyesi oluşmaktadır. Oluşan bu enerji seviyeleri ZnO’nun görünür bölgedeki ışığın absorpsiyonu aktivitesini artırmaktadır. Elde edilen diğer bir önemli veri ise Se katkılı ZnO kristalinde oksijen eksikliğinin olmasının görünür bölgedeki absorpsiyon aktivitesini olumlu yönde etkilemesidir.

Keywords

References

  1. Bando, K., Sawabe, T., Asaka, K., and Masumoto, Y. (2004). Room-temperature excitonic lasing from ZnO single nanobelts. Journal of Luminescence, 108(1):385-388. Proceedings of the Fourteenth International Conference on Dynamical Processes in Excited States of Solids.
  2. Cao, H., Lu, P., Cai, N., Zhang, X., Yu, Z., Gao, T., and Wang, S. (2014). First-principles study on electronic and magnetic properties of (Mn,Fe)-codoped ZnO. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 352:66-71.
  3. Chen, Y., Wang, L., Wang, W., & Cao, M. (2017). Synthesis of Se-doped ZnO nanoplates with enhanced photoelectrochemical and photocatalytic properties. Materials Chemistry and Physics, 199, 416-423.
  4. Cho, S., Jang, J.-W., Lee, J. S., and Lee, K.-H. (2012). Porous ZnO-ZnSe nanocomposites for visible light photocatalysis. Nanoscale, 4:2066-2071.
  5. Clark, S. J., Segall, M. D., Pickard, C. J., Hasnip, P. J., Probert, M. J., Refson, K., and Payne, M. (2005). First principles methods using CASTEP. Z. Kristall., 220:567-570.
  6. Dejam, L., Kulesza, S., Sabbaghzadeh, J., Ghaderi, A., Solaymani, S., Țălu, Ștefan, H. Sari, A. (2023). ZnO, Cu-doped ZnO, Al-doped ZnO and Cu-Al doped ZnO thin films: Advanced micro-morphology, crystalline structures and optical properties. Results in Physics, 44, 106209.
  7. Dudarev, S. L., Botton, G. A., Savrasov, S. Y., Humphreys, C. J., and Sutton, A. P. (1998). Electron-energy-loss spectra and the structural stability of nickel oxide: An LSDA+U study. Phys. Rev. B, 57:1505-1509.
  8. Göpel, W., Pollmann, J., Ivanov, I., and Reihl, B. (1982). Angle-resolved photoemission from polar and nonpolar zinc oxide surfaces. Phys. Rev. B, 26:3144-3150.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Metrology, Applied and Industrial Physics

Journal Section

Research Article

Early Pub Date

May 27, 2023

Publication Date

June 1, 2023

Submission Date

January 1, 2023

Acceptance Date

February 5, 2023

Published in Issue

Year 2023 Volume: 13 Number: 2

APA
Çelik, V. (2023). Selenyum Katkılı Çinko Oksit’in Yapısal ve Elektronik Özelliklerinin Teorik İncelenmesi. Journal of the Institute of Science and Technology, 13(2), 1005-1012. https://doi.org/10.21597/jist.1227809
AMA
1.Çelik V. Selenyum Katkılı Çinko Oksit’in Yapısal ve Elektronik Özelliklerinin Teorik İncelenmesi. J. Inst. Sci. and Tech. 2023;13(2):1005-1012. doi:10.21597/jist.1227809
Chicago
Çelik, Veysel. 2023. “Selenyum Katkılı Çinko Oksit’in Yapısal Ve Elektronik Özelliklerinin Teorik İncelenmesi”. Journal of the Institute of Science and Technology 13 (2): 1005-12. https://doi.org/10.21597/jist.1227809.
EndNote
Çelik V (June 1, 2023) Selenyum Katkılı Çinko Oksit’in Yapısal ve Elektronik Özelliklerinin Teorik İncelenmesi. Journal of the Institute of Science and Technology 13 2 1005–1012.
IEEE
[1]V. Çelik, “Selenyum Katkılı Çinko Oksit’in Yapısal ve Elektronik Özelliklerinin Teorik İncelenmesi”, J. Inst. Sci. and Tech., vol. 13, no. 2, pp. 1005–1012, June 2023, doi: 10.21597/jist.1227809.
ISNAD
Çelik, Veysel. “Selenyum Katkılı Çinko Oksit’in Yapısal Ve Elektronik Özelliklerinin Teorik İncelenmesi”. Journal of the Institute of Science and Technology 13/2 (June 1, 2023): 1005-1012. https://doi.org/10.21597/jist.1227809.
JAMA
1.Çelik V. Selenyum Katkılı Çinko Oksit’in Yapısal ve Elektronik Özelliklerinin Teorik İncelenmesi. J. Inst. Sci. and Tech. 2023;13:1005–1012.
MLA
Çelik, Veysel. “Selenyum Katkılı Çinko Oksit’in Yapısal Ve Elektronik Özelliklerinin Teorik İncelenmesi”. Journal of the Institute of Science and Technology, vol. 13, no. 2, June 2023, pp. 1005-12, doi:10.21597/jist.1227809.
Vancouver
1.Veysel Çelik. Selenyum Katkılı Çinko Oksit’in Yapısal ve Elektronik Özelliklerinin Teorik İncelenmesi. J. Inst. Sci. and Tech. 2023 Jun. 1;13(2):1005-12. doi:10.21597/jist.1227809