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
- Tez No: 268266
- Danışmanlar: PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- Güneş hücrelerinde yararlanılabilecek plazma ile zenginleştirilmiş kimyasal buhar depolama (PECVD) yöntemi ile büyütülmüş Sİ3N4 matris içerisinde silikon nanokristalli ince filmlerin elde edilmesi
PECVD grown with Si nanocrystals in Sİ3N4 matrice thin layers to be use for solar cells
REŞAT KARATEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Fizik ve Fizik MühendisliğiKırıkkale ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDAT AĞAN
- 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
- Formation of semiconductor nanocrystals in SiO2 by ion implantation
SiO2 içinde yarıiletken nanokristallerin iyon ekme tekniği ile oluşturulması
UĞUR SERİNCAN
Doktora
İngilizce
2004
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Silicon nanop article characterization by fluorescence correlation spectroscopy
Başlık çevirisi yok
OSMAN AKÇAKIR
Doktora
İngilizce
2001
Fizik ve Fizik MühendisliğiUniversity of Illinois at Urbana-ChampaignDR. ENRICO GRATTON
- Photoluminescence properties of Si nanocrystals embedded in SiO2 matrix
SiO2 içerisine gömülmiş Si nanokristallerin fotoluminesans özellikleri
AYŞE SEYHAN
Doktora
İngilizce
2010
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Bölümü
PROF. DR. RAŞİT TURAN