Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi (Jan 2016)
Au/P3HT:PCBM/n-Si Schottky Bariyer Diyotlarda PCBM Konsantrasyonunun Kapasitans-Voltaj (C-V) ve İletkenlik-Voltaj (G/w-V) Karakteristiklerine Etkisi ve Dielektrik Özelliklerin İncelemesi
Abstract
Bu çalışmada, farklı P3HT:PCBM katkı oranları (4:1 ve 10:1) kullanılarak hazırlanan altın/poly(3-hexylthiophene):[6,6]-phenyl C61 butyric acid methyl ester/n-tipi silisyum (Au/P3HT:PCBM/n-Si) metal–polimer–yarıiletken (MPY) Schottky bariyer diyotların (SBD) kapasitans-voltaj (C-V) ve iletkenlik-voltaj (G/w-V) karakteristikleri, oda sıcaklığında ve 1 MHz frekans değerinde karşılaştırılmıştır. 4:1 ve 10:1 P3HT:PCBM katkı oranlarına sahip numuneler için, C-V ve G/w-V ölçümlerinden arayüzey durum yoğunlukları (Nss) ve seri dirençleri (RS) hesaplanmıştır. Analiz sonuçlarına göre aktif katman (P3HT:PCBM) içerisindeki PCBM katkısının arttırılmasıyla yani 4:1 oranında P3HT:PCBM arayüzey kullanılarak üretilen MPY SBD daha ideal performans göstermiştir. Bu sonuç göz önüne alınarak, daha iyi bir performans sergileyen 4:1 P3HT:PCBM katkı oranına sahip Au/P3HT:PCBM/n-Si MPY SBD’nin frekansa bağlı dielektrik karakteristikleri, oda sıcaklığında 10 kHz-2 MHz frekans aralığında yapılan ölçümler ile incelenmiştir. 4:1 P3HT:PCBM oranı ile üretilen MPY SBD için C-V ve G/w-V ölçümleri kullanılarak, dielektrik sabit (ε'), dielektrik kayıp (ε''), kayıp tanjantı (tanδ), ac iletkenlik (sac) ve elektrik modülünün reel ve imajiner kısımları (M' ve M'') hesaplanmıştır. Buna göre, ε' ve ε'' değerleri frekansın artmasıyla azalmaktayken kayıp tanjantı değerlerinde ise frekansla neredeyse hiçbir değişim olmadığı gözlemlenmiştir. ε' ve ε'' değerlerinde frekansa bağlı olarak ortaya çıkan bu değişimin arayüzey polarizasyonundan kaynaklandığı düşünülmektedir. Diğer yandan, sac, M' ve M'' parametrelerinin ise artan frekans ile arttığı gözlemlenmiştir. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda, Au/P3HT:PCBM/n-Si MPY SBD için bu parametrelerin güçlü bir şekilde frekansa bağlı olduğu bulunmuştur. Bununla birlikte, bu çalışmada, P3HT:PCBM organik polimer karışımındaki PCBM katkı konsantrasyonun artmasıyla Au/P3HT:PCBM/n-Si MPY SBD’nin elektriksel analizi sonucunda daha ideal diyot davranışı gösterdiği gözlemlenmiştir. Bu durum, Au/P3HT:PCBM/n-Si MPY SBD’larda arttırılan PCBM konsantrasyonu ile daha yüksek performansa sahip elektronik ve optoelektronik cihazlarının üretimine imkan sağlayacaktır.
