Grafen Katkılı PVA Ara Yüzey Tabakalı Metal/Yarı İletken Yapıların Hazırlanması ve Dielektrik Özelliklerinin İncelenmesi

Özet

Bu çalışmada, Al/(%5 Gr-PVA)/p-Si (MPS) kapasitörler hazırlanarak dielektrik özellikleri, oda sıcaklığında ve geniş bir voltaj aralığında ölçülen kapasitans-voltaj (C-V) ve kondüktans-voltaj (G/-V) ölçümleri kullanılarak yeterince düşük (1 kHz) ve yüksek (1 MHz) olmak üzere iki farklı frekansta incelendi. Ölçülen C-V ve G/-V eğrilerinden elde edilen '-V ve ''-V eğrilerinin de tıpkı onlar gibi sırasıyla yığılım (-6V/-2V), tükenim (-2V/2V), ve terslenim (1.5V/6V) bölgelerine sahip olduğu gözlendi. Kompleks dielektrik sabitinin gerçek (’) ve sanal ('') kısımlarının hem frekansa hem de voltaja bağlı olduğu ve bu bağlılığın özellikle tükenim ve yığılım bölgelerinde daha belirginleştiği saptandı. Hem ' hem de '' değerlerinde frekans ve voltaja bağlı saptanan değişimler, özellikle hazırlanan aygıtın seri direncine (Rs), (%5 GrPVA)/p-Si oluşan arayüzey durumlarına (Nss) ve yüzey/dipol polarizasyonuna atfedildi. Bu Nss değerleri ve polarizasyon, düşük-orta frekanslarda ölçülen C ve G değerlerine ve dolayısıyla da ' ile '' değerlerine ilave bir katkı getirmektedir. Özellikle düşük frekanslarda elde edilen yüksek ' ve '' değerleri, bize, kullanılan (Gr-PVA) polimer arayüzey tabakanın geleneksel yalıtkanlar yerine başarıyla kullanılabileceği ve MPS kapasitörlerde daha fazla yük/enerji depolanabileceğini göstermektedir.