Photoluminescence properties of Si nanocrystals embedded in SiO2 matrix
SiO2 içerisine gömülmiş Si nanokristallerin fotoluminesans özellikleri
- Tez No: 269576
- 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: 123
Özet
Bu tez, nano boyutta silikonların optik özelliklerini inceler. Yeni optiksel aygıtların gelişmesi, ışık çıkma mekanizmaların anlaşılmasını gerektirdigi için optiksel spektroskopi bu yapıların analizinde bir araç olarak daha çok önem kazanmıştır. Bu tezde SiO2 matris içine gömülen Si nanokristaller çalışılmıştır.Analiz tekniği olarak fotolüminesans ve zaman çözümlü fotoluminesans spektroskopisi UV-Vıs-NIR bölgelerini araştırmakta kullanılmıştır. Ölçümler 10-300 K sıcaklık aralığında yapılmıştır. Fotolüminesans, aygıtların performansını ve kalitesini etkileyen kusurlara duyarlıdır. Bu bağlamda, silicon nanokristallerin luminesansını sınırlayan kusurların rolü ve bu kusurların hidrojen pasivasyonu araştırılmıştır.Zaman çözümlü fotolüminesans spektroskopisi fotolüminesansın zaman değişimini sıcaklıklığın fonksiyonu olarak belirlemede kullanılmıştır. PL spektrumlarının sönüm süresinin sıcaklığa bağlılığı, üç eksiton seviyesi üzerine kurulu ifadeye mükemmel şekilde uymuştur. Bu üç seviye ile ilişkilendirilen taşıyıcı ömrü belirlenmiş ve literature ile karşılaştırılmıştır.Ek olarak, güçlü lazer aydınlatması altında serbest duran silikon nanoparçacıkların zaman bağımlı fotoluminesans varyasyonu çalısılmıştır. Geridönüşür olan gözlemlenen ağarma davranışı (zaman bağımlı emisyon yoğunluğu) nanocrystal ve çevresindeki oksit tabakası arasındaki arayüzde eksiton yakalanması olarak tartışılmıştır.Bu tezin sonuçları ışık çıkma mekanizmalarının anlaşılması ve onların optoelektronik aletler için potansiyel kullanımlarına yeni bir görüş sağlayacaktır.
Özet (Çeviri)
This thesis examines the luminescence properties of nanoscale silicon (Si) by using spectroscopic techniques. Since the development of new optical devices requires understanding light emission mechanism optical spectroscopy has become more important tool in the analysis of these structures. In this thesis, Si nanocrystals embedded in SiO2 matrix will be studied.Photoluminescence (PL) and Time-resolved photoluminescence spectroscopy (TRPL) have been used to detect the light emission in UV-Vis-NIR range. Experiments have been performed in the temperature range 10-300 K. PL is sensitive to impurities and defects that affect materials quality and device performance. In this context, the role of defects in limiting the luminescence of Si nanocrystals and the removal of these defects by hydrogen passivation has been investigated.TRPL was employed to determine the time evolution of photoluminescence as function of temperature. The decay time of the PL spectra was determined by a stretched exponential function and perfectly fitted to an expression based on three excitonic levels. Carrier lifetimes associated with these three levels were determined and compared with literature.Additionally, temporal variation of PL from free-standing Si nanoparticles is studied under a strong laser illumination. The observed bleaching behavior (time dependent emission intensity), which is reversible, have discussed in terms of exciton trapping at the interface between nanocrystal and the surrounding oxide layer.The results of this thesis will provide new insight on the understanding of light emission mechanism of Si nanocrytals.
Benzer Tezler
- Silicon nanostructures for electro-optical and photovoltaic applications
Silisyum nanoyapıların opto-elektronik ve fotovoltaik uygulamaları
MUSTAFA KULAKCI
Doktora
İngilizce
2012
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Bölümü
PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Silicon nanocrystals embedded in SiO2 for light emitting diode (LED) applications
Slikondioksit içine gömülmüş silikon nanokristallerin ışık yayan diyot (LED) uygulamaları
MUSTAFA KULAKÇI
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Formation of silicon nanocrystals by laser processing of silicon rich oxides
Silisyum zengini oksitlerin lazerle işlenmesiyle silisyum nanoyapıların oluşumu
SİNAN GÜNDOĞDU
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Bölümü
PROF. DR. ATİLLA AYDINLI
- Silicon nanocrystal doped polymer nanowire array
Silikon nanokristal gömülü polimer nanotel diziler
MUHAMMET ÇELEBİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Bölümü
DOÇ. DR. MEHMET BAYINDIR
- 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