Reactive ion beam etching and characterization of high-Tc superconductor Bi2212
Yüksek sıcaklık üstüniletkeni Bi2212? nin reaktif iyon demeti dağlanması ve karakterizasyonu
- Tez No: 251102
- Danışmanlar: DOÇ. DR. LÜTFİ ÖZYÜZER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 113
Özet
Terahertz frekans aralığında (0.3?10 THz) koherent aralıksız ve ayarlanabilir bir şekilde elektromanyetik ışıma yapacak kompakt katı hal kaynaklarının eksikliği, bu ışınlarını elde etmede daha iyi bir aday olan yüksek sıcaklık süperiletkenlerle çözülebilir. THz kaynakları; materyal karakterize etmede, biyolojide, iletişimde, tıpta ve güvenlik alanlarında geniş uygulama potansiyeline sahiptir. Yüksek sıcaklık süperiletkenleri ise THz frekans aralığına ışıma yapmak için uygun olan büyük enerji aralıklarına sahiptir. Bu yüzden bu süperiletkenler eklemli yapı teknolojilerinde, DC voltajı yüksek frekanslı ışımaya çeviren iyi bir dönüştürücü olarak kullanılmaktadırlar. Bir süperiletken olan Bi2Sr2CaCu2O8+d (Bi2212) tek kristalleri özgün Josephson eklemleri şeklinde anılan doğal süperiletken yalıtkan süperiletken gibi üst üste çoklu eklemli yapılar içerir. Isınma olaylarından ötürü küçük düzlemsel ve yanalsal boyutlu mesalar tercih edilmesine rağmen, koherent aralıksız ve güçlü bir şekilde THz ışımalarını elde etmek için, Ca ile zenginleştirilmiş Bi2212 üzerine geniş ve uzun boyutlarda mesalar ürettik. Isınma problemini kontrol edebilmek için normal düzeyin altında O2 katkılandırılmış Bi2212 kullandık. Vakumlu termal buharlaştırma, optik fotolitografi ve iyon demeti aşındırma metotları kullanılarak, 40-100x300 µm2 boyutlu mesalar tek katman maske (PR) ve Ta/PR ve PR?/Ta/PR olan iki farklı çoklu katman maske ile üretildi. Mesaların yükseklikleri ve yanal boyutları Atomik Kuvvet Mikroskobuyla analiz edildi. Bi2212'nin sıcaklığa bağlı c-ekseni özdirencini ve akı m-voltaj (I-V) tünelleme niteliklerini inceledik. Bu incelemelerde 300 K ten Tc 'ye üssel olarak artan bir özdirenç normal düzeyin altında O2 katkılandırılmış bir Bi2212 süperiletkeni ile çalışıldığını göstermektedir. Sıcaklıkla değişen I-V ölçümlerinde ısınma olayının etkileri analiz edildi. Son olarak mesaların uzun kenarlarından bolometrik ışıma algılama ölçümleri yapıldı.
Özet (Çeviri)
The lack of coherent, continuous and tunable compact solid-state sources of electromagnetic radiations at terahertz (THz) frequency range (0.3-30 THz) can be solved by high temperature superconductors (HTS) which are better candidates for generation of THz radiation. THz sources have potential application areas in materials characterization, biology, communication, medicine and security. The HTSs have large energy gap intervals which are available for radiations at THz frequency range, so recently, they were used as better converters from DC-voltage to high frequency radiation in junction technologies. Bi2Sr2CaCu2O8+? (Bi2212) HTS single crystals include natural superconductor-insulator-superconductor multi-junctions called intrinsic Josephson junctions. For generation of coherent continuous and powerful THz radiations, we have fabricated large and tall mesas on Ca rich Bi2212, although mesas with small planar and lateral dimensions were preferred in recent studies because of the heating effect. We have used underdoped Bi2212 to control the heating problem. By using the vacuum thermal evaporation, optical photolithography, magnetron sputtering and reactive ion beam etching techniques, the mesas with size of 40-100x300 µm2 have been fabricated by using single layer mask (PR) and two different multilayer masks, which are Ta/PR and PR?/Ta/PR. Their heights and lateral dimensions were analyzed by Atomic Force Microscopy, profilometer and SEM. We have investigated temperature dependence of c-axis resistivity and current-voltage (I-V) tunneling characteristics of under-doped Bi2212 which exhibit exponentially increases in resistivity from 300 K to Tc. The influences of heating effect were analyzed at temperature evolution of I-V measurements. Finally, bolometric detections of emission from long edges of mesas were done.
Benzer Tezler
- Silicon-based nanowires: Top-down fabrication and mechanical behavior
Başlık çevirisi yok
MUSTAFA YILMAZ
Doktora
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURHANETTİN ERDEM ALACA
- Design, fabrication and characterization of subwavelength-scale distance sensors based on optical directional coupling
Optik yönlü bağlaşım temelli dalgaboyu-altı mesafe ölçüm sensörlerinin tasarımı, imalatı ve karakterizasyonu
SHAHAB BAKHTIARI GORAJOOBI
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERDAL BULĞAN
- Nanofabrication of photonic structure for tin-vacancy center in diamond
Diamond'da kalay-boşluk merkezi için fotonik yapının nanofabrikasyonu
ZEYNEP MELİS ERTUĞRUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMET KÜRŞAT KAZMANLI
- Investigation of the sputtering conditions of niobium and magnetite thin films for realizing ferromagnetic Josephson junctions
Ferromanyetik Josephson eklemlerinin oluşturulması için niyobyum ve magnetit ince filmlerin püskürtme koşullarının incelenmesi
TUNA ALP
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YILMAZ ŞİMŞEK
- Mo-N kaplamaların ark fiziksel buhar biriktirme yöntemiyle üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterisation of Mo-N coatings by arc physical vapour deposition technique
M. KÜRŞAT KAZMANLI