Fabrication and electrical characterization of CdO thin films: Diode applications

Abstract

CdO thin films were deposited on p-Si and glass substrates by sol-gel spin coating method. X-ray diffraction (XRD), ultraviolet-visible (UV/Vis) spectrophotometer and atomic force microscopy (AFM) were used to investiate some properties of material. From these data, cubic crystal structure, surface consisting of nanoparticles and the band gap of 2.29 eV were confirmed, resepectively. CdO/p-Si heterojunction shows rectifying and photodiode behavior, evaluating the current-voltage (I-V) characteristics in dark and under light. The photocurrent increases with increasing illuminating intensity. While CdO/p-Si heterojunction shows photodiode property, solar cell performance need to improve, showing the open circuit voltage (Voc) of 128 meV. CdO/p-Si heterojunction diodes exhibited a non-ideal behavior with the ideality factor greater than unity that could be ascribed to the interfacial layer, interface states and series resistance. Results shows that CdO/p-Si heterojunction can be used as a photodetector in the optoelectronic applications.

Katkısız CdO ince filmler sol-gel dönel kaplama yöntemi ile cam ve p tip Si altlıklar üzerine büyütüldü. X-ışını difrasiyon (XRD), ultraviolet-visible (UV/Vis) spektroskopisi ve atomik kuvvet mikroskobu materyalin yapısal, optik ve morfolojik özelliklerini araştırmak için kullanıldı. Elde edilen sonuçlardan kübik kristal yapı, nano parçacıklardan oluşan yüzey ve 2.29 eV'luk optik bant aralığı elde edildi. CdO/p-Si heteroeklem yapı, karanlık ve ışık şartları altında gerçekleştirilen akım-voltaj (I-V) ölçümleri ile doğrultucu ve fotodiyot özelliği gösterdi. Foto akımın artan aydınlanma şiddeti ile arttığı gözlendi. CdO/p-Si heteroeklemi foto diyot özelliği gösterirken, 128 meV'luk açık devre voltajı ( the open circuit voltage, Voc) göstererek, güneş pili (solar cell) özelliğinin zayıf olduğu görüldü. CdO/p-Si heteroeklemi '1' den büyük idealite faktörü ile ideal olmayan diyot davranışı gösterdi.Bu durum arayüzey tabakasına, arayüzey hallerine ve seri dirence atfedildi. Sonuçlar CdO/p-Si heteroekleminin oproelektronik uygulamalarda bir fotodiyot olarak kullanılabileceğini gösteriyor.