Farklı bor bileşikleri kullanarak bor katkılı çinko oksit (BZO) filmlerin hazırlanması ve fiziksel özelliklerinin incelenmesi / Preparation and physical investigation of boron doped zinc oxide (BZO) films using different boron precursors

Abstract

Bu çalışmada trimetil bor, butil boronik asit ve Harran Üniversitesi Kimya bölümünde sentezlenen yarı salan bor kompleksi (L2BPh2) kullanılarak % 0.5, % 1, % 1.5 ve % 2 oranında bor katkılı çinko oksit (BZO) filmler sol-jel yöntemiyle cam altlıklar üzerine kaplandı. Elde edilen ince filmler 450 oC, 475 oC, 500 oC, 525 oC ve 550 oC sıcaklıklarda 45 dakika süre ile argon ortamında tavlandı. B/Zn oranının ve tavlama sıcaklığının BZO filmlerin yapısal, optiksel ve elektriksel özelliklerine etkisi X-ışını kırınımı (XRD), UV-Vis spektrometresi, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve Hall etkisi ölçüm sistemleriyle incelendi. XRD sonuçları ZnO filmlerin % 0.5 oranında butil boronik asit ve yarı sabun bor kompleksi (L2BPh2) katkılandırılmasıyla (002) miller indisli pik şiddetinin arttığını göstermektedir. UV-vis ölçümlerine göre % 1 oranında L2BPh2 ve % 1.5 ve % 2 oranında butil boronik asit katkılı filmlerde de 500 nm ve 1100 nm dalga boyu aralığında optiksel geçirgenlikte önemli artış gözlenmiştir. Elektriksel ölçümlere göre en düşük özdirenç 4.85 x 10-2 Ω cm olarak % 0.75 oranında butil boronik asit katkılı filmlerde gözlenmiştir. In this study, boron doped ZnO (BZO) thin films were prepared by sol-gel dip-coating method on glass substrates in B/Zn ratios of 0.5 %, 1 % , 1.5 % and 2 % by using trimethyl borate, butyl boronic acid and hemi salan boron complex (L2BPh2) which was synthesized in department of chemistry in Harran University. The prepared thin films were annealed at 450, 475, 500, 525 and 550 oC for 45 min. under argon environment. The effect of B/Zn ratio and annealing temperature on the structural, optical and electrical properties of BZO films were investigated by X-ray diffraction (XRD), UV–Vis spectroscopy, scanning electron microscope (SEM) and Hall effect measurement system. XRD results showed that intensity of (002) peak of ZnO films increase for butyl boronic acide and hemi salan boron complex (L2BPh2) doped ZnO films. Significant increase in the optical wavelength range of 500 nm and 1100 nm in transmittance were observed for % 1 L2BPh2 and % 1.5 and % 2 butyl boronic acid doped ZnO films. The lowest 4.85 x 10-2 Ω cm electrical resistivity was observed for 0.75 % butyl boronic acid doped ZnO films.