Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Metal-Polimer-Yarıiletken Yapılı Schottky Bariyer Diyotun PCPDTBT:PCBM Arayüz Katmanı Kullanılarak Üretimi ve Farklı Sıcaklık Değerlerinde Karakterizasyonu

Yıl 2023, Cilt: 23 Sayı: 6, 1395 - 1401, 28.12.2023
https://doi.org/10.35414/akufemubid.1338812

Öz

Bu çalışmada PCPDTBT{Poli[2,6-(4,4-bis-(2-etilheksil)-4H-siklopenta[2,1-b;3,4-b']ditiyofen)-alt-4,7 (2,1,3-benzotiadiazol)]}:PCBM{[6,6]-fenil C61 bütirik asit metil ester} konsantrasyonu 2:1 katkı oranı ile hazırlanarak Schottky bariyer diyot (SBD) ara katmanı olarak kullanılmıştır. Üretilen SBD’in farklı sıcaklıklarda ve vakum altında akım-gerilim değerleri ölçülmüştür. Yapılan ölçümler sonucu elde edilen elektriksel parametreler analiz edilerek idealite faktörü, engel yüksekliği ve doyma akımı değerleri hesaplanarak farklı sıcaklık değerlerindeki karakteristik değişimleri izlenmiştir. 1,927 idealite değerine ulaşan SBD’de PCPDTBT:PCBM 2:1 oranındaki karışımın ara katman olarak kullanımının başarılı bir sonuç verdiği gözlemlenmiştir.

Destekleyen Kurum

İzmir Bakırçay Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi

Proje Numarası

BBAP.2022.012

Teşekkür

Bu çalışma, İzmir Bakırçay Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından desteklenmiştir. Proje numarası BBAP.2022.012

Kaynakça

  • Ameri, T., Li, N., and Brabec, C. J., 2013. Highly efficient organic tandem solar cells: a follow up review. Energy & Environmental Science, 6,8, 2390-2413.
  • Boland, P., Lee, K., and Namkoong, G., 2010. Device optimization in PCPDTBT:PCBM plastic solar cells. Solar Energy Materials and Solar Cells, 94,5, 915-920.
  • Bronovets, M. A., Volodin, N. M., and Mishin, Y. N., 2020. New materials in semiconductor tensometry. Materials Letters, 267, 127467.
  • Crowell, C. R., 1965. The Richardson constant for thermionic emission in Schottky barrier diodes. Solid-State Electronics, 8, 4, 395–399.
  • Demir, G. E., 2021. Investigation on UV photoresponsivity of main electrical properties of Au/CuO-PVA/n-Si MPS type Schottky barrier diodes (SBDs). Physica B: Condensed Matter, 604, 412723.
  • Gökçen, M., Tunç, T., Altındal, Ş., and Uslu, I., 2012. The effect of PVA (Bi2O3-doped) interfacial layer and series resistance on electrical characteristics of Au/n-Si (110) Schottky barrier diodes (SBDs). Current Applied Physics, 12, 2, 525-530.
  • Hudait M. K., Vankatesvarlu, P., and Krupanidhi, S.B., 2001. Electrical transport characteristics of Au/n-GaAs Schottky diodes on n-Ge at low temperatures”, Solid-State Electron. 45, 1, 133-141.
  • Lim, L. W., Aziz, F., Muhammad, F. F., Supangat, A., and Sulaiman, K., 2016. Electrical properties of Al/PTB7-Th/n-Si metal-polymer-semiconductor Schottky barrier diode. Synthetic Metals, 221, 169-175.
  • Mustafa, A., and Abid, M. A. 2022. A review: methodologies for the synthesis of anthra [2,3-b] thiophene and naphtho [2,3-b:6,7-b'] dithiophene fragments for organic semiconductor materials. Tetrahedron Letters, 154258.
  • Özmen, Ö. T., 2014. Effects of PCBM concentration on the electrical properties of the Au/P3HT: PCBM/n-Si (MPS) Schottky barrier diodes. Microelectronics Reliability, 54, 12, 2766-2774.
  • Pu, X., and Bai, F. Q., 2023. Novel organic semiconductor materials combined by sumanene and corannulene: rational functionalization based on the electronic structures of highly curved buckybowl. Journal of Molecular Structure, 136127.
  • Rhoderick, E. H., and Williams, R. H.,1988. Metal-Semiconductor Contacts. Oxford: Clarendon press.
  • Ta, J., Sun, W., and Lu, L., 2022. Organic small molecule semiconductor materials for OFET-based biosensors. Biosensors and Bioelectronics, 114667.
  • Tecimer, H., Uslu, H., Alahmed, Z. A., Yakuphanoğlu, F., and Altındal, Ş., 2014. On the frequency and voltage dependence of admittance characteristics of Al/PTCDA/P-Si (MPS) type Schottky barrier diodes (SBDs). Composites Part B: Engineering, 57, 25-30.
  • Tromer, R. M., Machado, L. D., Woellner, C. F., and Galvao, D. S., 2021. Thiophene-Tetrathia-Annulene monolayer (TTA-2D): A new 2D semiconductor material with indirect bandgap. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 129, 114586.
  • Tuktarov, A. R., Chobanov, N. M., Sadretdinova, Z. R., Salikhov, R. B., Mullagaliev, I. N., Salikhov, T. R., and Dzhemilev, U. M., 2021. New n-type semiconductor material based on styryl fullerene for organic field-effect transistors. Mendeleev Communications, 31, 5, 641-643.
  • Tung R.T., 2000. omment on numerical study of electrical transport in homogeneous Schottky diodes. Journal of Applied Physics, 88, 3, 7366-7368.
  • Xia, G. M. 2019. Interdiffusion in group IV semiconductor material systems: applications, research methods and discoveries. Science Bulletin, 64, 19, 1436-1455.

Production of Metal-Polymer-Semiconductor Schottky Barrier Diode Using PCPDTBT:PCBM Interface Layer and Characterization at Different Temperature Values

Yıl 2023, Cilt: 23 Sayı: 6, 1395 - 1401, 28.12.2023
https://doi.org/10.35414/akufemubid.1338812

Öz

In this study, PCPDTBT{Poly[2,6-(4,4-bis-(2-ethylhexyl)-4H-cyclopenta[2,1-b;3,4-b']dithiophene)-alt-4,7 (2 ,1,3-benzothiadiazole]}:PCBM{[6,6]-phenyl C61 butyric acid methyl ester} concentration was prepared with a 2:1 additive ratio and used as a Schottky barrier diode (SBD) interlayer. The current-voltage values of the produced SBD were measured at different temperatures and under vacuum. By analyzing the electrical parameters obtained as a result of the measurements, the ideality factor, barrier height and saturation current values were calculated and the characteristic changes at different temperature values were monitored. It was observed that the use of a mixture of PCPDTBT:PCBM 2:1 as an interlayer in SBD, which reached an ideality value of 1,927, gave a successful result.

Proje Numarası

BBAP.2022.012

Kaynakça

  • Ameri, T., Li, N., and Brabec, C. J., 2013. Highly efficient organic tandem solar cells: a follow up review. Energy & Environmental Science, 6,8, 2390-2413.
  • Boland, P., Lee, K., and Namkoong, G., 2010. Device optimization in PCPDTBT:PCBM plastic solar cells. Solar Energy Materials and Solar Cells, 94,5, 915-920.
  • Bronovets, M. A., Volodin, N. M., and Mishin, Y. N., 2020. New materials in semiconductor tensometry. Materials Letters, 267, 127467.
  • Crowell, C. R., 1965. The Richardson constant for thermionic emission in Schottky barrier diodes. Solid-State Electronics, 8, 4, 395–399.
  • Demir, G. E., 2021. Investigation on UV photoresponsivity of main electrical properties of Au/CuO-PVA/n-Si MPS type Schottky barrier diodes (SBDs). Physica B: Condensed Matter, 604, 412723.
  • Gökçen, M., Tunç, T., Altındal, Ş., and Uslu, I., 2012. The effect of PVA (Bi2O3-doped) interfacial layer and series resistance on electrical characteristics of Au/n-Si (110) Schottky barrier diodes (SBDs). Current Applied Physics, 12, 2, 525-530.
  • Hudait M. K., Vankatesvarlu, P., and Krupanidhi, S.B., 2001. Electrical transport characteristics of Au/n-GaAs Schottky diodes on n-Ge at low temperatures”, Solid-State Electron. 45, 1, 133-141.
  • Lim, L. W., Aziz, F., Muhammad, F. F., Supangat, A., and Sulaiman, K., 2016. Electrical properties of Al/PTB7-Th/n-Si metal-polymer-semiconductor Schottky barrier diode. Synthetic Metals, 221, 169-175.
  • Mustafa, A., and Abid, M. A. 2022. A review: methodologies for the synthesis of anthra [2,3-b] thiophene and naphtho [2,3-b:6,7-b'] dithiophene fragments for organic semiconductor materials. Tetrahedron Letters, 154258.
  • Özmen, Ö. T., 2014. Effects of PCBM concentration on the electrical properties of the Au/P3HT: PCBM/n-Si (MPS) Schottky barrier diodes. Microelectronics Reliability, 54, 12, 2766-2774.
  • Pu, X., and Bai, F. Q., 2023. Novel organic semiconductor materials combined by sumanene and corannulene: rational functionalization based on the electronic structures of highly curved buckybowl. Journal of Molecular Structure, 136127.
  • Rhoderick, E. H., and Williams, R. H.,1988. Metal-Semiconductor Contacts. Oxford: Clarendon press.
  • Ta, J., Sun, W., and Lu, L., 2022. Organic small molecule semiconductor materials for OFET-based biosensors. Biosensors and Bioelectronics, 114667.
  • Tecimer, H., Uslu, H., Alahmed, Z. A., Yakuphanoğlu, F., and Altındal, Ş., 2014. On the frequency and voltage dependence of admittance characteristics of Al/PTCDA/P-Si (MPS) type Schottky barrier diodes (SBDs). Composites Part B: Engineering, 57, 25-30.
  • Tromer, R. M., Machado, L. D., Woellner, C. F., and Galvao, D. S., 2021. Thiophene-Tetrathia-Annulene monolayer (TTA-2D): A new 2D semiconductor material with indirect bandgap. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 129, 114586.
  • Tuktarov, A. R., Chobanov, N. M., Sadretdinova, Z. R., Salikhov, R. B., Mullagaliev, I. N., Salikhov, T. R., and Dzhemilev, U. M., 2021. New n-type semiconductor material based on styryl fullerene for organic field-effect transistors. Mendeleev Communications, 31, 5, 641-643.
  • Tung R.T., 2000. omment on numerical study of electrical transport in homogeneous Schottky diodes. Journal of Applied Physics, 88, 3, 7366-7368.
  • Xia, G. M. 2019. Interdiffusion in group IV semiconductor material systems: applications, research methods and discoveries. Science Bulletin, 64, 19, 1436-1455.
Toplam 18 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Klasik Fizik (Diğer), Malzeme Mühendisliği (Diğer)
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Ömer Berkan Çelik 0009-0004-0116-766X

Burak Taş 0000-0002-9928-5004

Özgün Uz 0000-0002-6752-2861

Hüseyin Muzaffer Şağban 0000-0001-8820-5622

Özge Tüzün Özmen 0000-0002-5204-3737

Proje Numarası BBAP.2022.012
Erken Görünüm Tarihi 22 Aralık 2023
Yayımlanma Tarihi 28 Aralık 2023
Gönderilme Tarihi 7 Ağustos 2023
Yayımlandığı Sayı Yıl 2023 Cilt: 23 Sayı: 6

Kaynak Göster

APA Çelik, Ö. B., Taş, B., Uz, Ö., Şağban, H. M., vd. (2023). Metal-Polimer-Yarıiletken Yapılı Schottky Bariyer Diyotun PCPDTBT:PCBM Arayüz Katmanı Kullanılarak Üretimi ve Farklı Sıcaklık Değerlerinde Karakterizasyonu. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 23(6), 1395-1401. https://doi.org/10.35414/akufemubid.1338812
AMA Çelik ÖB, Taş B, Uz Ö, Şağban HM, Tüzün Özmen Ö. Metal-Polimer-Yarıiletken Yapılı Schottky Bariyer Diyotun PCPDTBT:PCBM Arayüz Katmanı Kullanılarak Üretimi ve Farklı Sıcaklık Değerlerinde Karakterizasyonu. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. Aralık 2023;23(6):1395-1401. doi:10.35414/akufemubid.1338812
Chicago Çelik, Ömer Berkan, Burak Taş, Özgün Uz, Hüseyin Muzaffer Şağban, ve Özge Tüzün Özmen. “Metal-Polimer-Yarıiletken Yapılı Schottky Bariyer Diyotun PCPDTBT:PCBM Arayüz Katmanı Kullanılarak Üretimi Ve Farklı Sıcaklık Değerlerinde Karakterizasyonu”. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 23, sy. 6 (Aralık 2023): 1395-1401. https://doi.org/10.35414/akufemubid.1338812.
EndNote Çelik ÖB, Taş B, Uz Ö, Şağban HM, Tüzün Özmen Ö (01 Aralık 2023) Metal-Polimer-Yarıiletken Yapılı Schottky Bariyer Diyotun PCPDTBT:PCBM Arayüz Katmanı Kullanılarak Üretimi ve Farklı Sıcaklık Değerlerinde Karakterizasyonu. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 23 6 1395–1401.
IEEE Ö. B. Çelik, B. Taş, Ö. Uz, H. M. Şağban, ve Ö. Tüzün Özmen, “Metal-Polimer-Yarıiletken Yapılı Schottky Bariyer Diyotun PCPDTBT:PCBM Arayüz Katmanı Kullanılarak Üretimi ve Farklı Sıcaklık Değerlerinde Karakterizasyonu”, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 23, sy. 6, ss. 1395–1401, 2023, doi: 10.35414/akufemubid.1338812.
ISNAD Çelik, Ömer Berkan vd. “Metal-Polimer-Yarıiletken Yapılı Schottky Bariyer Diyotun PCPDTBT:PCBM Arayüz Katmanı Kullanılarak Üretimi Ve Farklı Sıcaklık Değerlerinde Karakterizasyonu”. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 23/6 (Aralık 2023), 1395-1401. https://doi.org/10.35414/akufemubid.1338812.
JAMA Çelik ÖB, Taş B, Uz Ö, Şağban HM, Tüzün Özmen Ö. Metal-Polimer-Yarıiletken Yapılı Schottky Bariyer Diyotun PCPDTBT:PCBM Arayüz Katmanı Kullanılarak Üretimi ve Farklı Sıcaklık Değerlerinde Karakterizasyonu. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2023;23:1395–1401.
MLA Çelik, Ömer Berkan vd. “Metal-Polimer-Yarıiletken Yapılı Schottky Bariyer Diyotun PCPDTBT:PCBM Arayüz Katmanı Kullanılarak Üretimi Ve Farklı Sıcaklık Değerlerinde Karakterizasyonu”. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 23, sy. 6, 2023, ss. 1395-01, doi:10.35414/akufemubid.1338812.
Vancouver Çelik ÖB, Taş B, Uz Ö, Şağban HM, Tüzün Özmen Ö. Metal-Polimer-Yarıiletken Yapılı Schottky Bariyer Diyotun PCPDTBT:PCBM Arayüz Katmanı Kullanılarak Üretimi ve Farklı Sıcaklık Değerlerinde Karakterizasyonu. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2023;23(6):1395-401.