Kontrollü ve açık atmosferde ısıl işlem uygulanması ile cam içinde cdte nanoyapılarının büyütülmesi ve elektronik, doğrusal ve doğrusal olmayan optik özelliklerinin araştırılması

Abstract

II-VI grubu yarı iletkenler sınıfından kadmiyum tellür (CdTe) günümüz yarı iletken teknolojisinde çok özel bir yere sahiptir. Kadmiyum tellürün teknolojideki önemi güneşin dünyamıza ulaşan elektromanyetik ışıma enerjisinden faydalanabilmek için en uygun yasak enerji aralığı değerine sahip, doğrudan geçişli, kendi grubundaki en yüksek doğrusal elektro-optik katsayılı ve üretim maliyeti düşük bir yarıiletken olmasından kaynaklanmaktadır.Bu çalışmada, bir kaç nanometre gibi son derece küçük boyutlardaki kadmiyum tellür kristallerinin elektronik ve optik özellikleri yakından, sistematik bir biçimde ele alınmıştır. Kadmiyum tellür nanokristalleri ticari olarak mevcut RG850 kodlu Schott filitre camdan kesilen küçük numunelere eritme ve çift ısıl işlem yöntemi uygulanarak büyütülmeye çalışılmıştır. Cam numunelerde büyütülen kristallerin boyutları, dağılımları, sayıları ve bileşimleri ısıl işlem koşullarına (sıcaklık, süre ve çevre) bağlı olarak araştırılmıştır. Nanokristallerin bu parametrelerinin belirlenmesinde optik soğurma ve rezonant Raman ölçüm sonuçları esas alınmıştır. Bahsedilen ölçümler sonucunda, açık hava atmosferinde cam ortamında büyütülen nanokristallerin numunelerdeki ortalama yarıçapının ~ 3-5 nm arasında değiştiği, hemen hemen dar dağılıma sahip ve gerçekte saf kadmiyum tellür olarak büyütülemedikleri, bileşimlerinde çinko bulunduğu anlaşılmıştır. Bu saf olmayan kadmiyum tellür nanokristallerinin görünür bölgedeki ışıma yetenekleri fotolüminesans ölçümleri ve soğurma ve kırılma indisi değişimi gibi doğrusal olmayan optik özellikleri fotomodülasyon ölçümleri ile araştırılmıştır. Yarı iletken nanokristaller için bir başka önemli parametre olan yasak enerji aralıklarının sıcaklık bağımlılığı üretilen kadmiyum tellür nanokristalleri için oda sıcaklığı ve üzerindeki sıcaklıklarda optik soğurma ölçümleri yardımıyla incelenmiştir.