ZnO İNCE FİLMLERİN OPTİK VE AYGIT ÖZELLİKLERİNİN MOLARİTE İLE KONTROLÜ

Abstract

ÖZET Çinko oksit (ZnO) nanofiberlerin sentezi, 2-methoxyethanol ve monoethanolamine kullanılarak, çinko asetat dehidrat (ZnAc)’ın molar konsantrasyonunun değiştirilmesi ile gerçekleştirildi. X-ışını difraksiyon ölçümleri, ZnO ince filmlerin yüksek çözelti konsantrasyonuna sahip numunerinin daha iyi kristallenme özelliği sergilediğini gösterdi. Atomik kuvvet mikroskobu (AFM) görüntüleri ZnO nanofiberlerin varlığını gösterdi. Artan çözelti konsantrasyonu ile değişen optik özellikler, geçirgenlik, soğurma ve yansıma ölçümlerinden anlaşıldı. n-tip ZnO ince filmlerin band gap (Eg) daralması (3,28 eV’dan 3,22 eV’a), molar konsantrasyondaki artış ile soğurma kenarı boyunca gözlendi. n-ZnO/p-Si heteroeklem yapısı düşük doğrultma oranı (Rectification Ratio, RR) gösterdi. Akım-Voltaj (I-V) karakteristikleri, iletkenliğin azalan çözelti konsantrasyonu (0.5 M’dan 0.2 M’a) ile arttığını ortaya çıkardı. Sonuçta, çözelti konsantrasyonunun molar yüzdesinin optimum değerinin fotovoltaik ve optoelektronik uygulamalar için umut verici olduğu görüldü.

ABSTRACT Zinc oxide (ZnO) nanofibers were synthesised by changing the molar concentration (M) of zinc acetate dihydrate (ZnAc) using 2-methoxyethanol and monoethanolamine. X-ray diffraction measurements indicated that ZnO thin films exhibited good crystallinity at high precursor concentration. Atomic force microscopy (AFM) images showed that ZnO formed from nanofibers. The recorded transmittance, absorbance and reflectance measurements showed that the optical properties changed as the precursor concentration increased. The forbidden energy gap (Eg) narrowing from 3,28 eV to 3,22 eV for nanofiber structured ZnO thin films was seen through the absorption edge with increase in molar concentration. The heterojunctions (n-ZnO/p-Si) obtained by ZnO formed on p-type Si substrate exhibited low rectifying ratio (RR). The current-voltage (I-V) characteristics showed that the conductivity increased with decreasing molar concenration (from 0.5 to 0.2 M). It was seen that an optimum value of precursor concentration at molar percentage provided promising results for photovoltaic and optoelectronic applications.