p-CuPc organik yarıiletken ince filmlerin a-Si altlıklar üzerine kimyasal sprey püskürtme tekniği ile büyütülmesi ve elektriksel ve optik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Son yıllarda organik yarıiletken malzemelerdeki gelişmelere paralel olarak bunların opto-elektronik teknolojisindeki kullanımı da artmıştır. Elektronik teknolojisinin temel taşı olan silisyuma uyumlulukları, düşük maliyetli olması ve kolayca uygulanabilmesi sayesinde organik malzemeler oldukça dikkat çekici özelliklere sahiptirler. Bu doğrultuda, bu çalışmada organik-inorganik hibrid heteroeklem yapılması amaçlanmış ve heteroeklemin organik kısmı p-CuPc organik yarıiletken, inorganik kısmı için ise a-Si kullanılmıştır. Bu amaç doğrultusunda öncelikle p-CuPc organik yarıiletkenine altlık olarak kullanılacak olan düz ve eğik a-Si ince filmler, n-Si(100), p-Si(111) ve ITO altlıklar üzerine yüksek vakum elektron demeti buharlaştırma sistemi ile büyütülmüştür. Hazırlanan a-Si ince filmlerin yapısal ve yüzeysel özellikleri XRD, Raman ve FEG-SEM analizleriyle ayrıntılı olarak incelenmiştir. Düz ve eğik a-Si ince filmlerin heteroeklem yapısına getireceği katkıyı ve p-CuPc organik yarıiletkeni ile uyumunu incelemek amacı ile; elektriksel özellikleri ve fotoduyarlılıkları, UV-VIS-NIR spektrofotometre ile optik özellikleri belirlenmiştir. p-CuPc organik yarıiletkeni a-Si altlıklar üzerine kimyasal sprey püskürtme tekniği ile büyütüleceğinden bu altlıkların temas açısı tayinleri ve hidrofilik/hidrofobik özellikleri optik gonyometre kullanılarak belirlenmiştir. Bir sonraki adımda ise p-CuPc organik yarıiletkeni düz ve eğik a-Si altlıklar üzerine atmosferik ortamda kimyasal sprey püskürtme tekniği kullanılarak büyütülmüştür. Böylece düz ve eğik a-Si katmanlara sahip p-CuPc/a-Si/c-Si, p-CuPc/a-Si/ITO organik-inorganik hibrid heteroeklemleri elde edilmiştir. Kimyasal sprey püskürtme tekniği kolay uygulanabilir ve düşük maliyetli bir tekniktir ve ilk defa bu çalışmada organik yarıiletken malzemenin a-Si altlıklar üzerine büyütülmesi amacı ile kullanılmıştır. p-CuPc ince filminin yapısal ve yüzeysel analizleri için XRD, Raman ve SEM analizleri ile detayli incelemesi yapılmıştır. Hibrid heteroeklemlerin elektriksel özelliklerinin belirlenmesi için akım-gerilim ölçümleri alınmıştır.

In recent years organic semiconductor (OSC?s) materials have a significant role in optoelectronic industry. Organic semiconductırs have attractivefeatures of compatible with silicon, low costs and easily applied materials. İn this manner, this investigation refers to produce an organic-inorganic hybrid heterojunction to formed with p-CuCp as organic part and a-Si as inorganic part. Fort hat purpose, smooth and slanted a-Si thin films were deposited onto n-Si(100),p-Si(111) and ITO glass substrates via ultra high vacuum electron beam deposition technique, for using p-CuPc organic semiconductors substrate.We were investigated morphological and structural features with XRD, Raman and SEM analysis. For determininh the a-Si contribution on hybrid-heterojunction?s structure and compatible with p-CuPc organic semiconductor, electrical features and photosensitivity of a-Si/c-Si and a-Si/ITO were investigated. Optical properties were determined by UV-VİS-NIR spechtrofotometer. The wettability features and contanct angles were determined by optical goniometer because of the p-CuPc organic semiconductor deposited on a-Si subtrates via chemical spray pyrolsis technique. At the next step, p-CuPc thin films were deposited onto a-Si/c-Si heterojunctions via chemical spray pyrolsis technique at atmospheric conditions. So we produce p-CuPc/a-Si/c-Si, p-CuPc/a-Si/ITO organic- inorganic heterojunctions. The chemical spray pyrolsis technique is a low cost technique as applied easily, and in the first time by using us to deposite organic semiconductor material onto a-Si substrates. Morphological and structural analysis were determined with XRD, Raman and SEM analysis. Electrical measurements were determined under dark and illumination conditions.