Kimyasal püskürtme yöntemiyle ZnS ince filmlerinin üretimi ve karakteristik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Başlıca a-faz (hekzagonal) ve 0-faz (Kübik)' dan oluşan ZnS ince filmi çeşitli elektronik aletlerin tasarımında umut verici bir malzemedir. II-VI grubu bileşiklerinden olan ZnS malzemesi opto elektronikte, oda sıcaklığında 3,5-3,7 eV gibi geniş band aralığına sahip olduğu için görünür bölgede ışık yayan diyot olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, bu malzemenin optik geçirgenliğinin (%75) ve kırılma indisinin (2,35) büyük olması dielektrik filtre ve reflaktör olarak kullanılmasına imkan verir. Bu çalışmada ZnS ince filmler değişik S:Zn molar oranlarında kimyasal püskürtme yöntemi kullanılarak üretildi. Bu filmlerin yapı yüzey morfolojisi, elektrik ve optik özelikleri değişik altlık sıcaklığı, tavlama sıcaklığı, püskürtme zamanı ve bileşen oranlarına bağlı olarak incelendi. Altlık sıcaklığı 500°C, püskürtme süresi 30 dak., püskürtme hızı 5 ml/dak. ve S:Zn molar oram 0,9 olduğunda altlıkla iyi adhezyon sergileyen hekzagonal ve kübik faz karışımına sahip, tercihli yönlenmesi (lll)p yönünde olan filmler elde edildi. Filmlerin dört nokta yöntemiyle aydınlıkta ölçülen özdirençlerinin artan altlık sıcaklığı ile yükseldiği görüldü. Bu, film kalınlığındaki azalma ve stikoyometredeki gelişme veya elektron yoğunluğu ve mobilitedeki azalma nedeniyle olabilir. Hedef numunenin (S:Zn=0,9), enerji band aralığım bulmak için, absorpsiyon katsayısı ölçülerek foton enerjisiyle değişimi incelendiğinde, doğrudan band geçişli kübik faz yapısındaki değerle uyum içinde olduğu görüldü. Ayrıca artan tavlama sıcaklıklanyla hedef numunenin özdirencinde düşüşler gözlendi. The Production of ZnS Thin Films Prepared by Spray Pyrolysis and The Studied of Characteristic Properties Zinc Sulfide ( ZnS ) thin film is a promising material for its use in various electronical devices design which mainly exist in an ct-phase ( hexagonal ) and a P-phase ( cubic ). In opto-electronics, ZnS materials ( II- VI groub compound ) can be used as light emitting diode in the blue to ultraviolet spectral region due to its wide band gap of 3.5 -3.7 eV at room temperature. In addition, in the area optics, ZnS can be used as a reflactor and dielectric filter because of its high refractive index ( 2.35 ) and its high transmittance (75% ) in the visible range, respectively. In this study, ZnS thin films were produced by spray pyrolysis as a function of different S : Zn molar ratio. The structure, surface morphology, electrical and optical properties of these films are investigated as a function of substrate temperatures, deposition time, solition spray rate, and compound ratio. It is found that the films prepared at substrate temperature of 500°C, deposition time of 30 min ( about 4u,m thick ), solition spray rate of 5ml min