Research Article

Tavlama İşleminin SILAR Tekniğiyle Elde Edilen Cu3SnS4 İnce Filmlerin Yapısal ve Optik Özellikleri Üzerine Etkisi

Volume: 14 Number: 1 March 1, 2024
EN TR

Tavlama İşleminin SILAR Tekniğiyle Elde Edilen Cu3SnS4 İnce Filmlerin Yapısal ve Optik Özellikleri Üzerine Etkisi

Abstract

Cu3SnS4 ince filmler, sıralı iyonik tabaka adsorpsiyonu ve reaksiyonu (SILAR) tekniği kullanılarak cam altlıklar üzerine oda sıcaklığında büyütüldü ve azot atmosferinde farklı sıcaklıklarda tavlanarak büyütme sonrası tavlama işleminin filmlerin yapısal ve optik özellikleri üzerindeki etkileri incelendi. Filmlerin yapısal, yüzey morfolojik ve optik özellikleri X-ışını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı X-ışını analizi (EDAX), Raman spektroskopisi ve optik soğurma ölçümleri kullanılarak incelendi. XRD sonuçları, filmlerin tavlama öncesinde tetragonal Cu3SnS4 fazından oluştuğunu, tavlama sıcaklığının arttırılmasının kristal yapının iyileşmesine ve Cu4SnS4, Cu2S ve CuS ikincil fazlarının oluşmasına neden olduğunu ortaya çıkardı. SEM görüntüleri, filmlerin nanometre boyutunda rastgele şekilli parçacıklardan oluştuğunu gösterdi. EDAX ölçümleri Cu, Sn ve S elementlerinin varlığını ve ayrıca tavlama sıcaklığının artmasıyla Sn ve S elementlerinin miktarlarının azaldığını ortaya koydu. Raman spektrumları Cu3SnS4 fazının ve yüksek tavlama sıcaklıklarında Cu4SnS4, Cu2S ve CuS ikincil fazlarının oluşumunu doğruladı. Optik soğurma ölçümlerinden filmlerin direkt geçişlere sahip olduğu ve artan tavlama sıcaklığıyla yasak enerji aralığı değerinin 1.62 eV'dan 1.47 eV'a azaldığı belirlendi.

Keywords

References

  1. Aihara, N., Araki, H., Takeuchi, A., Jimbo, K., Katagiri, H. (2013). Fabrication of Cu2SnS3 thin films by sulfurization of evaporated Cu-Sn precursors for solar cells. Physica Status Solidi C, 10, 1086–1092.
  2. Alias, M. F. A., Naji, I. S., Taher, B. Y., Al-Douri A. A. J. (2016). Synthesis Cu2SnS3 and Cu3SnS4, nanopowder and studying the composition, structural and morphological properties. Journal of Non-oxide Glasses, 8, 93–97.
  3. Avellaneda, D., Paul, A., Shaji, S., Krishnan, B. (2022). Synthesis of Cu2SnS3, Cu3SnS4, and Cu4SnS4 thin films by sulfurization of SnS-Cu layers at a selected temperature and /or Cu layers thickness. Journal of Solid State Chemistry, 306, 122711.
  4. Chalapathi, U., Kishore Kumar, Y. B., Uthanna, S., Sundara Raja, V. (2014). Investigations on Cu3SnS4 thin films prepared by spray pyrolysis. Thin Solid Films, 556, 61–67.
  5. Chen, X., Wang, X., An, C., Liu, J, Qian, Y. (2003). Preparation and characterization of ternary Cu–Sn–E (E=S, Se) semiconductor nanocrystallites via a solvothermal element reaction route. Journal of Crystal Growth, 256, 368–376.
  6. Chen, S. L., Tao, J., Shu, h. B., Tao, h. J., Tang, Y. X., Shen, Y. Z., Wang, T., Pan, l. (2017). Efficient electron transfer kuramite Cu3SnS4 nanosheet thin film towards platinum-free cathode in dye-sensitized solar cells. Journal of Power Sources, 341, 60–67.
  7. Fernandes, P. A., Salome, P. M. P., Cunha, A. F. (2010). A study of ternary Cu2SnS3 and Cu3SnS4 thin films prepared by sulfurizing stacked metal precursors. Journal of Physics D: Applied Physics, 43, 215403.
  8. Guan, H., Shen, H., Gao, C., He, X. (2013). Structural and optical properties of Cu2SnS3 and Cu3SnS4 thin films by successive ionic layer adsorption and reaction. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 24, 1490–1494.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Structural Properties of Condensed Matter, Surface Properties of Condensed Matter

Journal Section

Research Article

Early Pub Date

February 20, 2024

Publication Date

March 1, 2024

Submission Date

September 22, 2023

Acceptance Date

October 13, 2023

Published in Issue

Year 2024 Volume: 14 Number: 1

APA
Astam, A., & Çetin, C. (2024). Tavlama İşleminin SILAR Tekniğiyle Elde Edilen Cu3SnS4 İnce Filmlerin Yapısal ve Optik Özellikleri Üzerine Etkisi. Journal of the Institute of Science and Technology, 14(1), 199-208. https://doi.org/10.21597/jist.1364232
AMA
1.Astam A, Çetin C. Tavlama İşleminin SILAR Tekniğiyle Elde Edilen Cu3SnS4 İnce Filmlerin Yapısal ve Optik Özellikleri Üzerine Etkisi. J. Inst. Sci. and Tech. 2024;14(1):199-208. doi:10.21597/jist.1364232
Chicago
Astam, Aykut, and Cemal Çetin. 2024. “Tavlama İşleminin SILAR Tekniğiyle Elde Edilen Cu3SnS4 İnce Filmlerin Yapısal Ve Optik Özellikleri Üzerine Etkisi”. Journal of the Institute of Science and Technology 14 (1): 199-208. https://doi.org/10.21597/jist.1364232.
EndNote
Astam A, Çetin C (March 1, 2024) Tavlama İşleminin SILAR Tekniğiyle Elde Edilen Cu3SnS4 İnce Filmlerin Yapısal ve Optik Özellikleri Üzerine Etkisi. Journal of the Institute of Science and Technology 14 1 199–208.
IEEE
[1]A. Astam and C. Çetin, “Tavlama İşleminin SILAR Tekniğiyle Elde Edilen Cu3SnS4 İnce Filmlerin Yapısal ve Optik Özellikleri Üzerine Etkisi”, J. Inst. Sci. and Tech., vol. 14, no. 1, pp. 199–208, Mar. 2024, doi: 10.21597/jist.1364232.
ISNAD
Astam, Aykut - Çetin, Cemal. “Tavlama İşleminin SILAR Tekniğiyle Elde Edilen Cu3SnS4 İnce Filmlerin Yapısal Ve Optik Özellikleri Üzerine Etkisi”. Journal of the Institute of Science and Technology 14/1 (March 1, 2024): 199-208. https://doi.org/10.21597/jist.1364232.
JAMA
1.Astam A, Çetin C. Tavlama İşleminin SILAR Tekniğiyle Elde Edilen Cu3SnS4 İnce Filmlerin Yapısal ve Optik Özellikleri Üzerine Etkisi. J. Inst. Sci. and Tech. 2024;14:199–208.
MLA
Astam, Aykut, and Cemal Çetin. “Tavlama İşleminin SILAR Tekniğiyle Elde Edilen Cu3SnS4 İnce Filmlerin Yapısal Ve Optik Özellikleri Üzerine Etkisi”. Journal of the Institute of Science and Technology, vol. 14, no. 1, Mar. 2024, pp. 199-08, doi:10.21597/jist.1364232.
Vancouver
1.Aykut Astam, Cemal Çetin. Tavlama İşleminin SILAR Tekniğiyle Elde Edilen Cu3SnS4 İnce Filmlerin Yapısal ve Optik Özellikleri Üzerine Etkisi. J. Inst. Sci. and Tech. 2024 Mar. 1;14(1):199-208. doi:10.21597/jist.1364232

Cited By