Investigation of correlation between 1/f electronic noise and structural properties in nano sized vanadium oxide films = Nano ölçekli vanadyum oksit filmlerde 1/f elektronik gürültü ile yapısal özellikler arasındaki ilişkinin incelenmesi

Abstract

Vanadyum oksit ince filmler mikrobolometre piksellerinde algılayıcı katman olarak kullanılmaktadır. Bu filmlerin, özdirenç, direncin sıcaklık katsayısı ve 1/f elektronik gürültü gibi elektriksel özellikleri yapısal özellikleriyle yakından ilişkilidir. Bu çalışmada, vanadyum oksit ince filmler Si3N4/SiO2/Si alttaşlar üzerine darbeli DC reaktif magnetron sıçratma tekniği ile büyütülmüştür. Üretim sonrası bazı filmlere 200°C ve 300°C sıcaklıklarda, saf N2 atmosferi altında üç saat süreyle ısıl işlem uygulanmıştır. Üretim sonrası ısıl işlemlerin, filmlerin yapısal özellikleri üzerindeki etkisi geçirimli elektron mikroskobu, seçili alan elektron kırınımı, elektron spektroskopik görüntüleme, sıyırma açısı X-Işını kırınımı, Raman spektrokopisi ve X-Işını fotoelektron spektroskopisi teknikleriyle incelenmiştir. Elektriksel karakterizasyonlar için dört-nokta iğne tekniği kullanılmıştır. Filmlerin elektriksel ve yapısal özellikleri arasındaki ilişki elde edilen sonuçlar çerçevesinde tartışılmıştır. 1/f gürültü-yapı ilişkisi, araştırma grubumuzca daha önceki bir çalışmada elde edilen 1/f gürültü sonuçları temelinde tartışılmıştır. Yapılan bu tartışmalar sonucunda, tavlanmamış, 200°C ve 300°C' de tavlanmış numunelerin farklı 1/f gürültü değerlerinin, bu filmlerin farklı VO2 tane boyutundan kaynaklandığı sonucuna varılmıştır. Buna ek olarak, 200°C' de tavlanan filmin elektriksel iletkenlik mekanizması yük atlaması ile açıklanmıştır.