Metal/Ferro-elektrik/Yarıiletken (Au/Bi4Ti3O12/n-Si) (MFS) Yapıların Hazırlanması ve Kompleks Dielektrik ile Elektrik Modülüsün 1 MHz için Sıcaklığa Bağlı İncelenmesi

Bu çalışmada ferro-elektrik (Bi4Ti3O12) ara yüzeyli metal-yarıiletken (Au/n-Si) (MS) yapılar hazırlandı ve onların kompleks dielektrik (e*=e’-j e’’) ile elektrik Modulusu (M*=M’+jM’’) geniş bir sıcaklık aralığında (80-320 K) 1 MHz’ de detaylı olarak incelendi. Elde edilen deneysel sonuçlardan, bu parametrelerin ve elektriksel iletkenliği (s) hem sıcaklığa hem de voltaja oldukça bağlı olduğunu gösterdi. Hem e’-V hem de e’’-V grafiklerin terslenim, tükenim ve yığılma bölgelerine sahip olduğu ve e’ile e’’değerlerindeki değişim özellikle tükenim ve yığılma bölgesinde olmaktadır. Bu değişim, tükenim bölgesinde ara yüzey durumlarının/tuzakların varlığına (Dit) ve sıcaklığa atfedilirken yığılma bölgesindeki ise seri direnç (Rs) ve ferroelektrik ara yüzey tabakanın varlığına atfedildi. Tükenim bölgesinde hem e’-V hem de e’’-V eğrilerinde gözlenen pik (Bi4Ti3O12)/n-Si ara yüzeyinde ve yarıiletkenin yasak enerji bandına yerleşmiş ara yüzey durumlarının özel bir dağılımına ve sıcaklık ile dış dc elektrik alana atfedildi. e’, e’’,M’, M’’ve s değerlerinin azalan sıcaklıkla azalması, düşük sıcaklıklarda yeterince serbest taşıyıcının mevcut olmadığını ve artan sıcaklıkla daha çok sayıda yükün tuzaktan iletim bandına geçmesine atfedildi.

Anahtar Kelimeler:

MFS yapı, Dielektrik parametreler

PDF

___

[1] Altındal ¸ S, Parlaktürk F, Tataroğlu A, Parlak M, Sarmasov S N and Agasiev A A 2008 Vacuum 82 1246 [2] Gökçen M and Yıldırım M 2012 Chin. Phys. B21 128502 [3] Parlaktürk F, Altındal S¸ , Tataro˘glu A, Parlak M and Agasiev A A 2008 [4] Yang H, Ren Q, Zhang G, Chow Y T, Chan H P and Chu P L 2005 Opt. Laser Technol. 37 259 [5] Lin X, Guan Q F, Liu Y and Li H B 2010 Chin. Phys. B 19 107701 [6] Wu Y Y, Wang X H and Li L T 2010 Chin. Phys. B 19 037701 [7] Jo W, Cho H J, Noh T W, Cho Y S, Kwun S I, Byun Y T and Kim S H 1994 Ferroelectrics 152 139 [8] Scott J F 1998 Ferroelectrics Rev. 1 1 [9] Joshi P C, Krupanidhi S B and Mansingh A 1992 J. Appl. Phys. 72 5517 [10] Fouscova A and Cross L E 1968 J. Appl. Phys. 39 2268 [11] Simoes A Z, Gonzalez A H M, Riccardi C S, Souza E C, Moura F, Zaghete M A, Longo E and Varela J A 2004 J. Electroceram. 13 65 [12] Cui C E, Huang P and Xu T X 2006 Acta Phys. Sin. 55 1464 (in Chinese) [13] Lue Y G, Liang X L, Tan Y H, Zheng X J, Gong Y Q and He L 2011 Acta Phys. Sin. 60 027701 (in Chinese) [14] Shao T Q, Ren T L,Wei C G,Wang X N, Li C X, Liu J S, Liu L T, Zhu J and Li Z J 2003 Integr. Ferroelectr. 57 1241 [15] Xu Z, Goux L, Kaczer B, Vander Meeren H, Wouters D J and [16] Ishiwara H 2004 Top. Appl. Phys. 93 233 [17] BozgeyikMS, Cross J S, Ishiwara H and Shinozaki K 2010 Microelectron. Eng. 87 2173 [18] M Okuyama and Y Ishibashi 2005 Ferroelectric Thin Films Basic Properties and Device Physics for Memory Applications (New York: Springer) [19] Wu S Y 1974 IEEE Trans. Electron. Dev. ED-21 499 Microelectron. Eng. 85 81 [20] Tataroğlu A, Altındal S¸ , Aydemir U and Uslu H 2010 Optoelectron. Adv. Mat. 4 616 [21] Lin X, Guan Q F, Liu Y and Li H B 2010 Chin. Phys. B 19 107701 [22] Wu Y Y, Wang X H and Li L T 2010 Chin. Phys. B 19 037701 [23] Nicollian E H and Brews J R 1982 MOS (Metal Oxide Semiconductor) Physics and Technology (New York: Wiley) [24] Walter T, Herberholz R, Muller C and Schock HW1996 J. Appl. Phys. 80 4411 [25] Nicollian E H and Goetzberger A 1967 Bell. System Tech. J. 46 1055 [26] Yıldırım M, Eroğlu A, Altındal S¸ and Durmus¸ P 2011 J. Optoelectron.Adv. M. 13 98 [27] Chattopadhyay P and Raychaudhuri B 1993 Solid State Electron. 36 605 [28] Dökme˙I and Altındal S¸ 2011 IEEE Trans. Electron Dev. 58 4042 [30] Altındal S¸ and Uslu H 2011 J. Appl. Phys. 109 074503 [31] Uslu H, Dokme ˙I, Afadiyeva I M and Altındal S¸ 2010 Surf. Interface Anal. 42 807 [32] Pakma O, Serin N, Serin T and Altındal S¸ 2009 J. Sol-Gel Sci. Technol. 50 28