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: FTIR, Nanokristaller, Silisyum, X ışını fotoelektron spektroskopisi, X ışını kırınımı, FTIR, Nanocrystals, Silicon, X ray photoelectron spectroscopy, X ray diffraction
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
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
- Crystallization and phase separation mechanism of silicon oxide thin films fabricated via electron beam evaporation of silicon monoxide
Elektron demeti buharlaştırmayla üretilmiş silisyum oksit ince filmlerin kristallenme ve faz ayrışması mekanizması
DENİZ CİHAN GÜNDÜZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. RAŞİT TURAN
YRD. DOÇ. DR. SELÇUK YERCİ
- Thin-film engineering of doped nanocrystalline silicon and silicon carbide for advanced shj and topcon solar cells
Gelişmiş shj ve topcon güneş hücreleri için katkılı nanokristalin silisyum ve silisyum karbür ince film mühendisliği
ARGHAVAN SALİMİ
Doktora
İngilizce
2026
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. RAŞİT TURAN
PROF. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
- Çok katlı Ge,SiGe nanokristal oluşumu ve nanokristalli metal oksit yarıiletken kapasitör uygulaması
Fabrication of multilayer Ge, SiGe nanocrystals and it? s application in dot mos capacitor
BEKTAŞ AKYAZI
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Fizik ve Fizik MühendisliğiKırıkkale ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDAT AĞAN
- Structural and electical properties of flash memory cells with HfO2 tunnel oxide with/without nanocrystals
Nanokristal içeren/içermeyen HfO2 tünel oksitinden oluşan bellek elemanlarının yapısal ve elektriksel özellikleri
DÖNDÜ ŞAHİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Moleküler kuantum benzerliği kavramı kullanılarak nanoalaşım tasarım yöntemi geliştirilmesi
Development of a nanoalloy design approach based on molecular quantum similarity
MUHAMMET İSMET TÖREHAN BALTA
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇETİN KILIÇ