Geri Dön

Gözenekli silisyum filmlerin optik özellikleri

Optical properties of prous silicon films

  1. Tez No: 139661
  2. Yazar: SÜREYYA AYDIN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. TAYYAR CAFEROV
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Porous silicon, band gap, humidity, resistivity. XI
  7. Yıl: 2003
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 68

Özet

ÖZET Oda sıcaklığında gözenekli silisyumun (GS) görünür elektrolüminesans ve fotolüminesansmdan dolayı, bu materyal epeyce dikkat çekmiştir. GS'un yapısı ortalama 2-50 nm çap ve son derece geniş yüzey alanı ile karakterize edilmektedir (~103 m2cm"3). Yüzey bağları, özellikle Si-H ve Si-O, GS' nin elektriksel, optik ve gaz sensörü özelliklerinin değişiminde önemli rol oynarlar. İnce GS filmin optik ve elektriksel özellikleri nadiren göz önünde tutulmaktadır. Bu çalışmada, ince GS filmlerin gözenekliliklerinin optik spektrumları ve elektriksel özelliklerine etkisi ele alınmıştır. Ayrıca, GS filmlerin soğurma spektrumunun nem ortamında ve tavlama ile değişimi incelemelerini içermektedir. Ayrıca, anodizasyon süreci aydınlanma ve akım yoğunluğu değişiminin gözeneklilik ve kalınlığa etkisi incelendi. GS filmler n-tipi Si altlıklar üzerinde anodik asitle aşındırma yöntemi kullanılarak hazırlandı. GS ince film elektriksel parlatma yöntemiyle Si altlıktan ayrıldı. GS ince filmlerin kalınlıkları 5-15 [im ve gözeneklilikleri % (20-95) olarak belirlendi. Bu araştırmanın temel sonuçlan; (a) Normal oda şartlarında (T=300 K, %40 RH) gözeneklilikteki artış (30%-90% ) ile hem enerji band genişliğinin (1.4-1.9 eV) hem de özdirençte artış (2xl04-4xl04 Q cm) gözlenmiştir. (b) Filmlerin gözeneklere dik yönde ölçülen özdirençleri gözeneklere paralel doğrultudakinden yaklaşık iki kat büyüktür, (c) 55-95 %RH aralığındaki nem ortamlarında sabit gözeneklilikteki filmlerin yasak band genişliği 1.6 eV dan 1.8 eV'a değişmiştir. Gözeneklilik ve nemin optik ve elektriksel özelliklerindeki oluşturduğu değişimler GS yüzeylerinin kimyasal aktivitesi ve GS mikrokristallerinde yük taşıyıcılarının kuantum sınırlama modeli temelinde yorumlandı. Anahtar Kelime: Gözenekli Silisyum, yasak band genişliği, nem, özdirenç.

Özet (Çeviri)

ABSTRACT Owing to the visible photoluminescence and electroluminescence of porous silicon (PS) at room temperature, this material has attracted considerable attention. The structure of PS is characterised by a great number of micropores (2-50 nm in mean diameter), an extremely large surface aria to volume ratio (up to 103 m2cm"3). Surface bonds, in particular Si-H and Si- O bonds, play an important role in regulating electrical, optical and gas sensing properties of PS. The optical and electrical properties of free-standing PS films are rarely considered. In this work, influence of porosity of free-standing PS films on optical spectra and electrical properties is presented. Besides, humidity-stimulated and annealing changes of absorption spectra of PS films were considered. Besides, current density and illumination changes of porosity and thickness of PS films were investigated. The PS films were prepared on n-type Si substrates by anodic etching under the white light illumination. The PS films were detached from silicon substrate by electropolishing. Porosity of films was determined by gravimetry. Free-standing PS films of thickness 5-15 \im and porosity (20-95) % were obtained. Electrical properties of films along and across of pores of PS were carried out. The main results of this investigation are the following, (a) The rising of film porosity (from 30% to 90%) results in both the increase of band gap of PS (from 1.4 to 1.9 eV) and resistivity (from 2xl04 to 4xl04 Q cm) at room conditions, (b) The resistivity of films along pores is two tenth as large as than that in parallel direction, (c) The band gap of fixed porosity films in humid ambient in the range of 55-95 %RH increases from 1.6 to 1.8 eV. The observed porosity-stimulated and humidity-stimulated changes optical and electrical characteristics were interpreted on the base model including the quantum confinement of charge carries in the PS microcrystallites and chemical activity of PS surfaces.

Benzer Tezler

  1. Gözenekli silisyumun elektriksel ve optik özellikleri

    Electrical and optical properties of porous silicon

    BİRSEL CAN ÖMÜR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1999

    Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YANİ SKARLATOS

  2. Gözenekli silisyum/organik yarıiletken eklemlerin fiziksel özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of physical properties of porous silicon/organic semiconductor junction

    ORHAN ŞENTÜRK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Fizik ve Fizik MühendisliğiBursa Uludağ Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SERTAN KEMAL AKAY

    DOÇ. DR. SÜREYYA AYDIN YÜKSEL

  3. Metal (Cu, Au)-gözenekli silisyum eklemlerin elektriksel özellikleri

    The electrical properties of metal (Cu, Au)-porous silicon junctions

    ÇİĞDEM ORUÇ LUŞ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2004

    Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. TAYYAR CAFEROV

  4. Organik tabanlı güneş pili üretimi ve karakterizasyonu

    Organik tabanli güneş pili üretimi ve karakterizasyonu

    SAEEDULLAH SAJJAD

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET ALTINDAL

  5. İki boyutlu malzemelerden nanoaygıt tasarımı ve fabrikasyonu

    Design and fabrication of nanodevices using two dimensional materials

    MERVE ACAR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAtatürk Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ERTUĞRUL