İnce Cu2ZnSnS4 (CZTS) filmin RBS spektrumundan enerji kaybı analizi

Bu çalışmanın amacı, CZTS ince filmlerinin enerji kaybını belirlemek için mevcut literatüre alternatif bir yöntem sunmaktır. Bu amaçla, ince CZTS film yapıları ilkönce sol-gel yöntemiyle üretildi ve daha sonra bu yapı bir mikroışın çemberinde 3.034 MeV protonlarla ışınlanarak RBS detektörüyle RBS spektrumu alındı. SIMNRA programıyla fit edilen bu spektruma enerji kalibrasyonu uygulandı. Üretilen ince filmlerin RBS spektrumunda, ilgili piklerin konum ve enerji genişliği analizinden enerji kaybı hesaplaması için bir yöntem kullanıldı ve belirli yaklaşımlar yaparak CZTS ince filmin durdurma gücünden bir polinom fit elde edildi. Ayrıca, durdurma gücü için önceki çalışmalarda kullandığımız etkin yük yaklaşımı atomik doğal orbitaller ile kullanıldı ve sonuçların belirli hata oranlarında birbirine yakın oldukları bulundu. Bu çalışmadan elde edilen veriler maddeyle radyasyonun etkileşmesi üzerine yapılacak çalışmalara ilham verecektir.

Energy loss analysis from RBS spectrum of thin Cu2ZnSnS4 (CZTS) film

The goal of this work is to offer an alternative method to the available literature on determining the energy loss ofCZTS thin films. For this purpose, thin CZTS film structures were first produced by sol-gel method and then theRBS spectrum was received with RBS detector irradiating this structure with 3.034 MeV proton beams in amicrobeam chamber. The energy calibration was implemented to this spectrum, where the it was fitted withSIMNRA program. In the RBS spectrum of the thin film generated, a method for the calculation of energy losswas used for the position and energy width analysis of the corresponding peaks and a polynomial fit was obtainedfrom the stopping power of the CZTS thin film by making certain approaches. Also, the effective charge approachthat we used in our previous studies for the stopping power was employed with atomic natural orbitals and it wasfounded that the results were close to each other at certain error rates. The data obtained from this study willinspire the future studies on the interaction of radiation with matter.

___

  • [1] Sigmund P. 2006. Particle Penetration and Radiation Effects: General Aspects and Stopping of Swift Point Charges. Springer.
  • [2] Pawar S.M., et al. 2010. Single step electrosynthesis of Cu2ZnSnS4 (CZTS) thin films for solar cell application. Electrochimica Acta, 55 (12): 4057-4061.
  • [3] Hironori K., et al. 2008. Enhanced Conversion Efficiencies of Cu 2 ZnSnS 4 -Based Thin Film Solar Cells by Using Preferential Etching Technique. Applied Physics Express, 1 (4): 041201.
  • [4] Eckstein W., Mayer M. 1999. Rutherford backscattering from layered structures beyond the single scattering model. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 153 (1): 337-344.
  • [5] Siegel J.M., L.E.G. 1951. Radiochemical Studies: The Fission Products. National Nuclear Energy Series IV. New York: McGraw-Hill.
  • [6] Stoquert J.P., et al. 1982. Alpha particle stopping cross sections of Cu and Au at energies below 3 MeV. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, 194 (1): 51-55.
  • [7] Abdesselam M., et al. 2008. Stopping of 0.3–1.2 MeV/u protons and alpha particles in Si. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 266 (18): 3899-3905.
  • [8] Bragg W.H., Kleeman R. 1905. XXXIX. On the α particles of radium, and their loss of range in passing through various atoms and molecules. Philosophical Magazine Series 6, 10 (57): 318- 340.
  • [9] Usta M., et al. 2018. Stopping power and dose calculations with analytical and Monte Carlo methods for protons and prompt gamma range verification. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 897: 106-113.
  • [10] Aquilante F., et al. 2016. Molcas 8: New capabilities for multiconfigurational quantum chemical calculations across the periodic table. Journal of Computational Chemistry, 37 (5): 506-541.
  • [11] ICRU. 1993. Stopping Powers and Ranges for Protons and Alpha Particles, in ICRU Report 49.
  • [12] Ziegler J.F., Biersack J.P., Ziegler M.D. 2013. SRIM, the Stopping and Range of Ions in Matter. SRIM Company.
  • [13] Grande P.L., Schiwietz G. 2009. Convolution approximation for the energy loss, ionization probability and straggling of fast ions. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 267 (6): 859-865.
  • [14] Andersen H.H., Ziegler J.F. 1977. Hydrogen Stopping powers and ranges in all elements. United States: Pergamon Press.
  • [15] Ziegler J.F., Biersack J.P. 1985. The Stopping and Range of Ions in Matter, in Treatise on HeavyIon Science: Volume 6: Astrophysics, Chemistry, and Condensed Matter, D.A. Bromley, Editor. 1985, Springer US: Boston, MA. p. 93-129.
Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2012
  • Yayıncı: Bitlis Eren Üniversitesi Rektörlüğü
Sayıdaki Diğer Makaleler

FLUKA kodu ile 3″x3″ NaI(Tl) Detektör Sistemine Kolimatör Etkisinin İncelenmesi

Nilgün DEMİR, Zehra Nur KULUÖZTÜRK

Yüksek Enerjilerde Proton-proton Çarpışması

Mohsun ALIZADE, Azar AHMADOV

Isparta (GB Türkiye) Volkanik Alanında Yapı Malzemesi Olarak Kullanılan Pliyo-Kuvaterner yaşlı Volkanik ve Piroklastik Kayaçlardaki Yüksek Radyasyonun İncelenmesi

Hakan ÇOBAN

Türkiye’de kaplama yapı malzemesi olarak kullanılan mermer ve sırlı karolardan radyojenik ısı üretiminin hesaplanması

Aybaba HANÇERLİOĞULLARI, Aslı KURNAZ, Şeref TURHAN

FCC’de Foton-Foton Füzyonu Yoluyla Anormal Higgs Bağlaşımları’nın İncelenmesi

Gülistan AKKAYA SELÇİN

Türkiye Nevşehir İlinde Tüketilen Musluk Suyunda Doğal Radyoaktivite Nedeniyle Yaşam Boyu Kanser Riskinin Değerlendirilmesi

Aybaba HANÇERLİOĞULLARI, Aslı KURNAZ, Şeref TURHAN

Pb(NO3)2 Katkılı Duvar Kâğıtlarının Radyasyon Soğurma Özelliklerinin İncelenmesi

Yusuf KAVUN

Bitlis’te Yetişen Bazı Bitkilerde Radon Konsantrasyonlarının İstatistiksel Olarak Analizi

Murat KURŞAT, Sultan ŞAHİN BAL, Nazlım Deniz ARAL, Fikriye GÖNÜLTAŞ, Önder KILIÇ, Seval ŞAHİN

Bitlis’te Yetişen Bazı Tıbbi ve Aromatik Bitkilerin Radyo İzotop Aktivite Konsantrasyonları

Murat KURŞAT, Sultan ŞAHİN BAL, Fikriye GÖNÜLTAŞ, Önder KILIÇ, Ayşegül DEMİR YETİŞ

NaI(Tl) Dedektörünün GATE Simülasyon Programıyla Toplam Veriminin Belirlenmesi

Sezai YALÇIN, Nuray YAVUZKANAT, Didem GÜNGÜR