Nadir Toprak Elementleri Ve Geçiş Metalleri Katkılı Yığın Seyreltik Manyetik Yarıiletkenlerin Üretimi Ve Yapısal, Mekaniksel Özelliklerinin Karakterizasyonu

Abstract

ZnO ve ZnO katkılı yarıiletkenler, sahip oldukları değişik elektriksel, manyetik ve optik özellikler sebebiyle çok farklı alanlarda kullanılma potansiyeline sahiptirler. Geçiş metalleri ve nadir toprak elementleri ile katkılanan çinko oksitler seyreltik manyetik yarıiletkenler olarak isimlendirilmektedirler (DMS). DMS’ ler özellikle spintronikte gelecek vaad eden 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=geçiş metali) ve Zn1-xRxO (R=Nadir toprak elementi) formülüne ve wurtzide yapısına sahip ferromanyetik yarıiletken malzemelerdir. Bu bileşik teknolojik olarak faydalı manyetik özelliklere sahip olup, manyetik hard disk aygıtında okuyucu kafa sensörü olarak kullanılır. Öngörülen projede öncelikle (Zn1-xBx)O (B=Geçiş metali) ve Zn1-xRxO (R=Nadir toprak elementi) tipi ikili yapıya sahip seyreltik manyetik yarıiletkenlerin, farklı katkılar ilave edilerek Sol-Gel Metoduyla yığın (bulk) malzemeler olarak üretilmesi hedeflenmektedir. B yerine geçiş metalleri (Co, Mn, Cr, Fe, Cu, Ni, V vs. geçiş metallerinden biir veya ikisi katkılanacaktır.) ve R yerlerine nadir toprak elementleri (La, Y, Sm, Nd, Pr, Dy, Gd, Eu, Ho, Yb Ce vs. nadir toprak elementlerinden biri veya ikisi katkılanacaktır.) farklı oranlarda ilave edilecektir. Farklı katkılarda üretilecek olan olan geniş bant aralıklı seyreltik manyetik yarıiletken bulk malzemelerin yapısal özelliklerinin karakterizasyonu XRD, SEM ve EDS analizleri ile mekaniksel özellikleri ise Vickers mikrosertlik analizleri ile belirlenecektir. Ardından literatürde de varolan, malzemelerin mikrosertliği üzerine geliştirilmiş farklı sertlik modelleri uygulanacak ve üreteceğimiz malzemeler için en uygun model tespit edilecektir. Anahtar Kelimeler: Sol-Gel Metodu, Seyreltik Manyetik Yarıiletken, XRD, EDS, Vickers mikrosertlik