Geri Dön

Selenyum bileşikli bazı yarıiletkenlerin çizgisel olmayan optik özellikleri

Nonlinear optical properties of some semiconductors with selenium compounds

  1. Tez No: 285030
  2. Yazar: MUSTAFA YÜKSEK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. AYHAN ELMALI
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Çizgisel olmayan soğurma, doyurulabilir soğurma, InSe, GaSe kristalleri, amorf ince film, Z-tarama, ultra hızlı spektroskopi, Nonlinear absorption, saturable absorption, InSe, GaSe crystals, amorphous thin films, Z-scan experiment, ultrafast spectroscopy (pump-probe) experiment
  7. Yıl: 2010
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ankara Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 112

Özet

Bu tez çalışmasında tabakalı III-VI yarıiletken ailesinden dar yasak enerji aralıklı indiyum selenid (InSe = 1.3 eV) ve geniş yasak enerji aralıklı galyum selenid (GaSe = 2.1 eV) kristallerinin çizgisel olmayan soğurma özellikleri açık yarık Z-tarama deney yöntemi kullanılarak incelendi ve karşılaştırıldı. Daha sonra GaSe kristalleri % 0.01 oranında germanyum (Ge) ve % 0.5 oranında kalay (Sn) katkılandırıldı ve katkılandırmanın çizgisel olmayan soğurma tepkisi üzerindeki etkisi araştırıldı. Bu tez çalışmasında 20 ile 104 nm aralığında farklı kalınlıklarda InSe, GaSe, GaSe:Ge ve GaSe:Sn yarıiletkenlerinin ince filmleri ısısal buharlaştırma yöntemiyle büyütülerek çizgisel olmayan soğurma özellikleri araştırıldı. Ayrıca, çizgisel olmayan soğurma davranışının bağlı olduğu, elektronların uyarılmış durumda kalma süreleri ultra hızlı spektroskopi (pump-probe) yöntemiyle belirlendi.Yukarıda bahsedilen yarıiletkenlerin çizgisel olmayan soğurma özellikleri farklı atma sürelerine (4 ns, 65 ps ve 44 fs) sahip üç lazer kaynağı kullanılarak Z-tarama deney yöntemiyle incelendi. Külçe (bulk) yapıdaki InSe ve GaSe kristalleri çizgisel olmayan soğurma göstermektedirler. Bununla beraber % 0.01 Ge ve % 0.5 Sn katkılı GaSe kristalleri düşük şiddetlerde doyurulabilir soğurma gösterirken daha yüksek şiddetlerde çizgisel olmayan soğurma baskın olmaktadır. Literatürde bu durum ilk kez gözlendi. Amorf halinde büyütülen filmlerden ince olanlar (20 ? 55nm), yasak enerji aralığındaki kusur ve katkı seviyeleri az olduğundan dolayı doyurulabilir soğurma, daha kalın (65 ? 104) olanlar ise kalınlığa bağlı olarak kusur seviyelerinin artmasıyla çizgisel olmayan soğurma göstermektedirler. Bununla beraber filmlerin kalınlığının azaltılmasıyla doyum eşik şiddetlerinin düşürülebildiği gözlendi. Bu sonuçlar, amorf ince filmlerde kalınlık ve katkı oranının değiştirilmesiyle ince filmlerin doyum eşik şiddetlerinin kontrol edilebileceğini göstermektedir. Örneğin en düşük doyum eşik şiddeti nanosaniye lazer kaynağıyla incelenen 20 nm kalınlığındaki InSe ince filmi için 3x10-3 GW/cm2 olarak bulundu. Bu değer literatürde daha önce bulunmuş en düşük doyum eşik şiddetinden yaklaşık olarak 75 kat daha düşüktür. Elektronların uyarılmış durumda kalma sürelerini belirlemek için yapılan ultra hızlı spektroskopi deneylerinden, en yavaş bileşen yaklaşık 10 ns'dir ve bu elektronların tuzağa yakalanıp daha sonra deşiklerle birleşme işlemlerine dayanır.

Özet (Çeviri)

In the study of this thesis, nonlinear absorption properties of indium selenide (InSe = 1.3 eV) and gallium selenide (GaSe = 2.1 eV) crystals which have narrow and wide band gaps respectively have been investigated and compared by using open aperture Z-scan experimental technique. Afterward, GaSe crystals have been doped with % 0.01 germanium (Ge) and % 0.5 tin (Sn) and the effect of doping concentration on the nonlinear absorption have been investigated. In the study of this thesis, InSe, GaSe, GaSe:Ge and GaSe:Sn semiconductor thin films with thicknesses between 20 and 104 nm have been deposited by using thermal evaporation method and the nonlinear absorption properties of these films have been investigated. Besides, the lifetime of excited electrons which effect nonlinear absorption behavior was determined by using ultrafast spectroscopy (pump-probe) technique.Nonlinear absorption properties of studied semiconductors were investigated with Z-scan experiment technique by using three laser sources with different pulse durations (4 ns, 65 ps and 44fs). Bulk InSe and GaSe crystals show nonlinear absorption. However, % 0.01 Ge and % 0.5 Sn doped GaSe crystals were showed saturable absorption at low input intensities. On the other hand, the nonlinear absorption become dominant at higher input intensities. This behavior was observed for the first time in the literature. Amorphous thin films at various thicknesses were deposited on glass substrates. The thin films (20 ? 55 nm) showed saturable absorption due to low number of defects and doping states in the band gap, on the other hand thicker films (65 ? 104 nm) showed nonlinear absorption because of increased defect and doping states in the band gap. It was observed that saturation threshold can be lowered by decreasing the thicknesses of the films. These results showed that saturation threshold of amorphous thin films can be controlled by altering defect and doping concentrations. For instance, the lowest saturation threshold was found about 3x10-3 GW/cm2 for 20 nm film thickness with nanosecond pulse duration. This value is about 75 time lower than the lowest value studied in the literature. Ultrafast spectroscopy experiments was performed to determine the life times of excited electrons. It was observed that the slowest component is about 10 ns and this is attributed to slow trapping and recombination processes.

Benzer Tezler

  1. Selenyum ve sülfür bileşikli bazı yarıiletkenlerin doğrusal olmayan optik özellikleri

    Nonlinear optical properties of some semiconductors with selenium and sulfhur compounds

    PINAR IŞIK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara Üniversitesi

    Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYHAN ELMALI

  2. Farklı selenyum kaynaklarının etçi piliçlerde performans, selenyum ve antioksidan statüsü ile bazı et kalite özellikleri üzerine etkileri

    The effects of different selenium sources on performance, selenium and antioxidant status and some meat quality parameters in broilers

    MUHAMMAD SHAZAIB RAMAY

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Veteriner HekimliğiAnkara Üniversitesi

    Hayvan Besleme ve Beslenme Hastalıkları Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SAKİNE YALÇIN

  3. Fare karaciğerinde çeşitli etkenler ile oluşturulan doku hasarlarında GSH, GST ve selenyum tayinleri

    Başlık çevirisi yok

    AYFER YALÇIN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1993

    BiyokimyaEge Üniversitesi

    Biyokimya Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. SERMET ERLAÇİN

  4. Bazı 5-(sübstitüe)-1H-tetrazollerin sentezi

    The synthesis of some 5-(substituted)-1H-tetrazoles

    MEHTAP SALMAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    KimyaGazi Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ALİ DİŞLİ

  5. Selenyumun adsorptif sıyırma voltametrisi ve diferansiyel puls polarografisi ile tayini için yöntem geliştirilmesi

    Adsorptive stripping voltammetric and differantial pulse polarograpmc determination of selenium

    RECAİ İNAM

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    KimyaGazi Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLER SOMER