$CuInSe_2$ ve $CuGaSe_2$ İnce Filmlerin Özellikleri Üzerine Karşılaştırmalı Çalışma

Abstract

Cu(In1-xGax)Se2 (CIGS) yarıiletken ince filmlerin iki kenar noktası olan x=0 ($CuInSe_2$) ve x=1 ($CuGaSe_2$) ince filmleri, Cu, InSe ve GaSe hedeflerden saçtırma yöntemi ile 250 oC sıcaklıkta soda lime cam alttaşlar üzerine kaplandı. In ve Ga oranı ve üretim sonrası ısıl işlemin CuInSe2 (CIS) ve CuGaSe2 (CGS) ince filmlerin özellikleri üzerine etkileri araştırıldı. Üretilmiş filmlerin yapısal özelliklerini incelemek için X-ışını kırınımı (XRD) ve örneklerin bileşenleri enerji dağılımlı X-ışını kırınımı analizi (EDXA) yöntemi kullanılarak analiz edildi. İnce film örneklerinin Raman aktif modlarının tayini için oda sıcaklığında Raman spektroskopi ölçümleri yapıldı. 400 oC sıcaklıkta ısıl işlem uygulanmış CIS ve CGS ince film örneklerinin en aktif modları (A1 modu) en yoğun çizgilerin sırayla 178 cm^{-1} ve 185 $cm^{-1}$ olduğu gözlendi. Bu mod kalkopirit yapıların Raman spektroskopisinde gözlemlenen en güçlü moddur. Isıl işlem uygulanmamış ve 350 oC’ta ısıl işlem uygulanmış CGS örneklerinde 486 $cm^{-1}$ çizgisi gözlenmiş olmasına rağmen bu çizginin yoğunluğu artan ısıl işlem sıcaklığı ile ters orantılı olarak azaldığı ve 400 oC uygulanan ısıl işlem sonrası tamamen yok olduğu gözlenmiştir. Üretilen CIS ve CGS ince filmlerin optik geçirgenlik ölçümleri sonucunda ısıl işlem uygulanmayan filmler ve at 400 oC sıcaklıkta ısıl işlem uygulanan filmler için optik bant aralıklarındaki değişim değerleri CIS için 1.28 eV ile 1.45 eV, CGS için 1.68 eV ile 1.75 eV aralıklarında değiştiği hesaplandı. Numunelerin oda sıcaklığındaki elektriksel iletkenlikleri ısıl işlem öncesi ve 400 oC ısıl işlem sonrasında n-CIS için sırayla 8.6x$10^{-3}$ ve 13.6x$10^{-2}$ $\\;{(Ω.cm)}^{-1}$ , p-CGS için sırayla 1.6 and 1.9 $\\;{(Ω.cm)}^{-1}$ olarak ölçüldü.