Germanium alloys for optoelectronic devices
Optoelektronik aygıtlar için germanyum bileşikleri
- Tez No: 222805
- Danışmanlar: PROF. DR. ATİLLA AYDINLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Bölümü
- Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 69
Özet
Silisyum elektronik alanda geçen 50 yıla rağmen önemli bir yere sahiptir. Çoğunlukla silisyum oksit ve silisyum nitrat başta olmak üzere diğer maddelerle birlikte kullanılmaktadır. Diğer yandan, grup IV elementlerinden germanyum ise transistör ve detektör teknolojisinin başlangıç aşamalarında kullanılmaktadır. Si/Ge heterojunctionların yanı sıra, SiGe bileşikler fotodetektörlerde de kullanılmaktadır. Silisyum nanokristallerinin kullanıldığı ışık saçan aygıtlar üzerinde yapılan çalışmalar, bu diyotlarda uygun bant aralığına sahip olmasından dolayı Ge1-xNx bileşiğinin bariyer olarak kullanılmasını öngörmüştür [1]. Ayrıca Ge1-xNx bileşiğinin fotodiotlarda, elektronik yükselticilerde, optik fiberlerde kullanılan uygun bir madde olduğu bir çok deneyle gösterilmiştir [2]. Fakat bulk Si ve Ge maddelerinin dolaylı bant aralığına sahip olması, bu maddelerin ışık saçma verimliliğini düşürmektedir. Diğer bir yandan, kuvvetli ışık saçma özelliği gösteren Si nanokristaller optoelektronik aygıtların uygulamalarında kullanıldığı için yarı iletken teknolojisinde geniş ilgi alanına sahiptir [1]. Bu nanokristaller, bulk hallerinde görülmeyen kuvvetli ışıma ve linear olmayan optiksel özelliklere sahiptirler [2-3]. Ayrıca SiGe nanokristaller, bileşik kompozisyonu ile değişen enerji bant aralığına sahip oldukları için büyük ilgi görmüşlerdir.Bu çalışmada, PECVD yöntemi ile oluşturulan SiGe nanokristaller ve Ge1-xNx ince filmler incelenmiştir. Büyütme koşulları ve deneysel karakterizasyon yöntemleri incelenmiştir. Raman Spektrometre, elipsometre, Kızılötesi Spektrometre, X-ışınları fotoelektron Spektrometre yöntemleri ile maddelerin karakterizasyonu yapılmıştır. SiGe nanokristaller için 295, 400, 485, 521 cm -1 `de 4tane ayrı mod gözlenmiştir. Bu modlar sırası ile Ge-Ge, Si-Ge, l-Si-Si ve Si-Si modlarıdır [5]. Kızılötesi spektrometre ile Ge-N bağı, Ge1-xNx ince filmlerde gözlenmiş ve XPS ile ölçülen band ofsetler Ge1-xNx ince filmlerin optoelektronik aygıtlar için uygun olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Silicon has been the backbone of the mainstream electronics of the last fifty years. It is however, used in conjunction with other matierals, mainly with its oxides and nitrides. Germanium, on the other hand, is also a group IV element and has been used in the early stages of transistor and detector development. In addition to Si/Ge heterojunctions, bandgap engineering through SiGe alloys has also been used in photodetectors. Recent progress in light emitting devices utilizing Si nanocrystals suggest the use of Ge1-xNx layers as barriers due to its suitable band offsets [1]. Experiments have shown that Ge1-xNx is also a promising material for applications in photodiodes, amplifiers, optic fibers, protective coatings, etc [2]. Both Si and Ge are, however indirect bandgap semiconductors, lacking efficient light emission. On the other hand, strong light emission observed in Si nanocrystals has made the study of semiconductor nanocrystals an expanding field of interest due to potential applications in novel optoelectronic devices [1]. These nanocrystals exhibit strong luminescence and nonlinear optical properties that usually do not ppear in the bulk materials [3-4]. SiGe nanocrystals attract attention due to the possibility of a tunable band gap with composition.In this study, formation of Ge1-xNx thin films and SiGe nanocrystals by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) reactor has been studied. We present the growth conditions and experimental characterization of the resulting thin films and nanocrystals. We used ellipsometry, Raman Spectrometry, Fourier Infrared Spectrometry (FTIR) and X-ray photoelectron Spectroscopy (XPS). For SiGe nanocrystals, 4 peaks in the Raman Spectra were observed around 295 cm-1, 400 cm-1, 485 cm-1 and 521 cm-1. These peaks are assigned to the Ge-Ge, Si-Ge, local Si-Si and crystalline Si-Si vibrational modes, respectively [5]. For the Ge1-xNx thin films FTIR spectrum showed the existence of the Ge-N bonds and its band offsets determined by XPS confirm its suitability for optoelectronic devices.
Benzer Tezler
- a-SiGe: H alaşımı ince filim malzemelerin fotoiletkenlik yöntemi ile incelenmesi
Investigation of a-SiGe: h alloy thin films with photoconductivity tachnique
ELİF TURAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Fizik ve Fizik MühendisliğiMuğla ÜniversitesiFizik Bölümü
PROF. DR. MEHMET GÜNEŞ
- The effects of native and light induced defects in the optical and electronic properties of hydrogenated amorphous silicon germanium (a-SiGe: H) alloy thin films
Doğal ve ışık altında bozunuma uğratılmış elektronik kusurların hidrojenlendirilmiş amorf silisyum germanyum alaşımlarının optik ve elektronik özelliklerine etkisi
MEDİNE ELİF DÖNERTAŞ YAVAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MEHMET GÜNEŞ
- Identification of single-layer crystalline structures through their electronic and optical properties
Tek katmanlı kristal yapıların elektronik ve optik özellikleri aracılığıyla saptanması
YİĞİT SÖZEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFotonik Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN ŞAHİN
PROF. DR. SİNAN BALCI
- IVA grubu yarıiletken nanotellerin gaz algılayıcısı olarak kullanılabilme özelliklerinin teorik olarak incelenmesi
The theoretical investigation of the usability of IVA group semiconductor nanowires as gas sensors
GÖKHAN HASEKİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTrakya ÜniversitesiUygulamalı Bilimler ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BARIŞ ÖZKAPI
- Amorf silisyum katkılı schottky diyotların optik ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi
Investigation optical and electrical properties of amorphous silicon doped schottky diodes
GİZEM ÇELİKOK
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KUBİLAY KUTLU