Formation of semiconductor nanocrystals in SiO2 by ion implantation
SiO2 içinde yarıiletken nanokristallerin iyon ekme tekniği ile oluşturulması
- Tez No: 153649
- Danışmanlar: PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: SİO2, nanokristal, iyon ekme, Fotolüminesans. vıı, SİO2, nanocrystal, ion implantation, Photoluminescence
- Yıl: 2004
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 128
Özet
oz Si02 İÇİNDE YARIİLETKEN NANOKRİSTALLERİN İYON EKME TEKNİĞİ İLE OLUŞTURULMASI Serincan, Uğur Doktora, Fizik Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Raşit Turan Haziran 2004, 111 sayfa. Biz bu çalışmada, SİO2 matris içinde yarıiletken (Ge, Si) nanokristallerinin oluşturulması için iyon ekme tekniği kullanıldık. Ge ve Si nanokristalleri, Ge ve Si ekimi ve fırınlamanın ardından başarı ile oluşturuldu. Ekilmiş örnekler, TEM, XPS, EDS, SAD, SIMS, PL, Raman ve FTIR spektroskopisi gibi teknikler kul lanılarak incelendi ve Ge ve Si nanokristallerinin SİO2 matris içindeki varlığı bu ölçümlerle kanıtlandı. SİO2 matris içerisine yerleştirilen yarıilteken nanokristal- lerin oluşumunda ve gelişiminde, iyon ekme dozunun, iyon ekme enerjisinin, fırınlama sıcaklığının, fırınlama süresinin ve fırınlama atmosferinin önemli parame treler olduğu gösterildi. Ge ve Si nanokristallerinin büyüklükleri ve büyüklük dağılımları, Ge ve Si ekilmiş örneklerden elde edilen Raman ve PL spektrum- ları teorik değerlere uydurularak, başarılı bir şekilde hesaplandı. Si ekilmiş ve vıardından fırınlanmış örneklerin, oda sıcaklığında bile, 625 ve 850 nm civarında iki geniş PL tepesi sergilediği gösterildi. Bu tepelerin kaynağı, PL spektrumu- nun sıcaklık, uyarma gücü ve uyarma dalga boyu bağımlılığı ve kaldır-ölç deneyleriyle araştırıldı ve 625 nm civarındaki tepenin kusurlarla (yüzeyin yakınında bulunan Si halkaları veya öbekleri) ilgili olduğu, diğer tepeninse Si nanokristal- leriyle ilgili olduğu gösterildi. Kuantum büyüklük fenomeninin beklenen bir etkisi olarak, 850 nm civarındaki tepenin nanokristal büyüklüğüne bağlı olduğu bu lundu. Son olarak, Ge ve Si nanokristallerinin oluşumu ve gelişimi FTIR spek- troskopisi tarafından gözlemlendi ve iyon ekiminin SİO2 matris içerisinde sebep olduğu bozulmanın, Ge ekilmiş örneklerde, kendini çok daha hızlı onarmaya yatkın olduğu gösterildi. Bu Ge atomlarının efektif segregasyonunun göreceli olarak düşük sıcaklıklarda gerçekleşmesinin bir sonucudur.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT FORMATION OF SEMICONDUCTOR NANOCRYSTALS IN Si02 BY ION IMPLANTATION Serincan, Uğur Ph.D., Department of Physics Supervisor: Prof. Dr. Raşit Turan June 2004, 111 pages. In this study, we used ion implantation technique to synthesize semiconduc tor (Ge, Si) nanocrystals in SİO2 matrix. Ge and Si nanocrystals have been successfully formed by Ge and Si implantation and post annealing. Implanted samples were examined by characterization techniques such as TEM, XPS, EDS, SAD, SIMS, PL, Raman and FTIR spectroscopy and the presence of Ge and Si nanocrystals in the SİO2 matrix has been evidenced by these measurements. It was shown that implantation dose, implantation energy, annealing temperature, annealing time and annealing ambient are important parameters for the forma tion and evolution of semiconductor nanocrystals embedded in SİO2 matrix. The size and size distribution of Ge and Si nanocrystals were estimated successfully by fitting Raman and PL spectra obtained from Ge and Si implanted samples, IVrespectively. It was demonstrated that Si implanted and post annealed samples exhibit two broad PL peaks at ~ 625 and 850 nm, even at room temperature. Origin of these peaks was investigated by temperature, excitation power and exci tation wavelength dependence of PL spectrum and etch-measure experiments and it was shown that the peak observed at ~ 625 is related with defects (clusters or chain of Si located near the surface) while the other is related to the Si nanocrys- tals. As ân expected effect of quantum size phenomenon, the peak observed at ~ 850 nm was found to depend on the nanocrystal size. Finally, the formation and evolution of Ge and Si nanocrystals were monitored by FTIR spectroscopy and it was shown that the deformation in SİO2 matrix caused by ion implantation tends to recover itself much quicker in the case of the Ge implantation. This is a result of effective segregation of Ge atoms at relatively low temperatures.
Benzer Tezler
- Spectroscopic characterization of semiconductor nanocrystals
Yarı iletken nanokristallerin spektroskopik yöntemlerle karakterizasyonu
SELÇUK YERCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Silicon nanocrystals embedded in SiO2 for light emitting diode (LED) applications
Slikondioksit içine gömülmüş silikon nanokristallerin ışık yayan diyot (LED) uygulamaları
MUSTAFA KULAKÇI
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Neodiyum (Nd+3) iyonu ile katkili silisyum oksit (SiO2 ) camlarinin mikro-yapi ve optik özelliklerine ZnSe kuantum noktalarinin etkisi
The effect of neodymium ion (Nd3+) doped silisyum dioxide (SiO2) glasses on the micro-structure and optical properties of ZnSe quantum dots
THAMİ ELBOUKHARİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖNÜL ÖZEN
- Si nanocrystals in SiC matrix and infrared spectroscopy of nanocrystals in a dielectric matrix
SiC matris içindeki Si nanokristaller ve dielektrik içindeki nanokristallerin kızıl ötesi spektroscopisi
ARİFE GENCER İMER
Doktora
İngilizce
2010
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Bölümü
PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Synthesizing germanium and silicon nanocrystals embedded in silicon dioxide by magnetron sputtering deposition technique
Magnetron saçtırma tekniği ile silisyum dioksit içerisinde silisyum ve germanyum nanokristallerin sentezlemesi
ARİF SİNAN ALAGÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAŞİT TURAN