Geri Dön

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

  1. Tez No: 268266
  2. Yazar: ARİFE GENCER İMER
  3. Danışmanlar: PROF. DR. RAŞİT TURAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2010
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Bölümü
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 171

Özet

Bu calışma, dielektrik malzemeler içinde oluşturulan nanokristallerin çeşitli özellikerine odaklanmıştır. Çalışmanın birinci bölümünde, Fourier Dönüşümlü Kızıl Ötesi Spektroskopisinin (FTIR) nanokristal analizinde kullanımına yönelik yeni bir yaklaşım geliştirilmiş ve sunulmuştur. Bu yeni yaklaşımda, SiO2 matris yapısında meydana gelen değişim incelenerek Si ve Ge nanokristallerin oluşumu hakkında bilgiye ulaşılmıştır. Matris yapısında meydana gelen değişikliklerin, nanokristal oluşumu ile doğrudan ilintili olduğu gösterilmiştir.Çalışmanın ikinci bölümünde, SiC ve Si zengin SiC ince filmlerin üretimi çalışılmıştır. Bu amaca yönelik olarak, mıknatıslı eş-saçtırma ve plazmayla desteklenmiş kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile çeşitli filmler üretilmiştir. SiC ince filmler için, yapısal ve optik analizler gerçekleştirilmiştir. Si zengin SiC örnekler için ise, Si nanokristallerin oluşum şartları araştırılmıştır. SiC matrisin ve Si nanokristallerin değişik sıcaklıklardaki evrimini incelemek için örnekler üretim sonrası fırınlamaya tabi tutulmuştur. SiC matrisin stokiyometrik özellikleri FTIR yardımıyla incelenmiştir. Stoikiometrik SiC oluşumu için optimum şartlar belirlenmiştir. Si zengin SiC filmlerde, nanokristallerin kristalografik özellikleri ve boyutları X-Işını Kırınımı (XRD) tekniği ile belirlenmiştir. Atomik konsantrasyonlardaki değişim ve bağ oluşumları X-Işını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS) ile incelenmiştir. Raman spectroskopisi ve geçişli elektron mikroskopisi yardımıyla Si nanokristallerin oluştuğu belirlenmiştir. Bu bilgiler ışığında çok katmanlı SiC ve Si zengin SiC yapı üretilmiş ve farklı analiz teknikleri kullanılarak yapısal ve optik özellikleri incelenmiştir. Bu çalışmada, ışık yayan aygıtlar ve güneş pili uygulamaları için amorf SiC matris içinde Si nanokristallerin başarı ile oluşturulabildiği gösterilmiştir.

Özet (Çeviri)

This study focuses on various aspects of nanocrystals embedded in a dielectric matrix. In the first part of this work, a new approach with the use of Fourier Transform Infrared spectroscopy (FTIR) in the nanocrystal analysis was developed and presented. Si and Ge nanocrystals embedded in SiO2 matrix were mainly studied. This new approach is based on the analysis of structural variations of SiO2 matrix during the formation of semiconductor nanocrystlas. It is shown that the chemical and structural variations of the host matrix are directly related to the precipitation of nanocrystals in it. This correlation provides valuable information about the presences of nanocrystals in the matrix.In the second part of this work, fabrication of SiC films with and without Si nanocrystals inclusions was studied. With this aim, stoichiometric SiC and Si rich SiC thin films were fabricated by using magnetron co-sputtering and Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) techniques. For SiC films, the structural and optical analyses were performed. For Si rich SiC films, the formation conditions of Si nanocrystals were investigated. Post annealing studies were carried out to track the evolution of the SiC matrix and formation of Si nanocrystals at different temperatures. Chemical and structural properties of the SiC host matrix were investigated with FTIR spectroscopy. Optimum conditions for the fabrication of stoichiometric SiC layers were determined. The crystallography of the nanocrystals was investigated by X-Ray Diffraction (XRD). The variation of the atomic concentrations and bond formations were investigated with X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). Raman spectroscopy and Transmission Electron Microscopy (TEM) were used to verify the formation of Si nanocrystals. We have shown that both single and multilayer Si nanocrystals can be fabricated in the amorphous SiC matrix for applications such as light emitting diodes and solar cells.

Benzer Tezler

  1. Spectroscopic characterization of semiconductor nanocrystals

    Yarı iletken nanokristallerin spektroskopik yöntemlerle karakterizasyonu

    SELÇUK YERCİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2007

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. RAŞİT TURAN

  2. Formation of semiconductor nanocrystals in SiO2 by ion implantation

    SiO2 içinde yarıiletken nanokristallerin iyon ekme tekniği ile oluşturulması

    UĞUR SERİNCAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2004

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. RAŞİT TURAN

  3. Photoluminescence properties of Si nanocrystals embedded in SiO2 matrix

    SiO2 içerisine gömülmiş Si nanokristallerin fotoluminesans özellikleri

    AYŞE SEYHAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Fizik Bölümü

    PROF. DR. RAŞİT TURAN