Sol-Gel Yöntemi İle Hem Farklı Çözücüler Hem De Farklı Kaplama Kalınlıklarında Hazırlanan Zno Tabanlı Seyreltik Manyetik Yarıiletken İnce Filmlerin Üretilmesi, Yapısal, Elektriksel Ve Optik Karakterizasyonu

Abstract

Çinko oksit (ZnO) dejenere bir yarıiletkendir ve geniş bir band aralığına (~3.3 eV), büyük eksiton bağlanma enerjisine (60 meV) ve görünür bölgede transparan özelliğe sahiptir. Bu özelliklerinden dolayı güneş pillerinde, düz panel ekranlarda ve diğer optoelektronik uygulamalarda geniş çapta kullanılması dikkat çekici bir konu olmasını sağlamıştır. ZnO’ nun fiziksel özelliklerinin, farklı türlerdeki metalik iyonlarla katkılanması ile önemli ölçüde değiştiği görülmüştür. ZnO Sn, Ga, In, Sn, Al, Sc ve Y gibi metalik iyonlarla katkılandığında n-tipi iletkenliği gelişirken, N ya da Sb ile katkılandığında p-tipi iletkenliği gelişmektedir. Geçiş metalleri ve nadir toprak elementleri ile katkılanan çinko oksitler seyreltik manyetik yarıiletkenler olarak isimlendirilmektedirler (DMS). ZnO’ ya Fe, Cr, Co ve Ni gibi manyetik iyonlar katkılandığında ev sahibi malzemeye bir spin özelliği eklenir ve spintronik uygulamalarda bir potansiyel olarak kullanılan yarıiletkenler elde edilir. DMS’ ler özellikle spintronikte gelecek vaad eden, transistor, sensor, spin temelli ışık yayan diyotlar, Dev Manyetik Direnç (GMR) ve Tünel Manyetik Direnç (TMR) aygıtlarda kullanılmaktadırlar. Bu manyetik malzemeler (DMS) elektron spini manyetik alanla kontrol edebildiği için spintronik aygıtlarda yaygın olarak kullanılmaktadırlar. DMS’ ler Zn1-xBxO (B=Co, Mn, Cr, Fe, Cu, Ni, Al, Mg) veya Zn1-xRxO (R= La, Y, Er, Cd, Yb, Ce) formülüne ve wurtzide yapısına sahip ferromanyetik yarıiletken malzemelerdir. Öngörülen projede, sol-gel metoduyla öncelikle farklı katkı oranlarında ZnO tabanlı seyreltik manyetik yarıiletken ince filmlerin katkılanması hedeflenmektedir. Farklı çözücüler kullanılarak farklı kalınlıklarda üretilecek olan geniş bant aralıklı seyreltik manyetik yarıiletkenlerin yapısal, elektrik ve optik özelliklerini detaylı bir şeklide analiz edilecektir.