Photo-dynamic XPS for investigating photoinduced voltage changes in semiconducting materials
Işık altında yarıiletken malzemelerin üzerinde oluşan voltaj yüklenmelerinin foto-dinamik XPS ile incelenmesi
- Tez No: 297740
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞEFİK SÜZER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 122
Özet
Bu doktora tezinin temel amacı, ışık uyarılmaları altında, yarıiletken malzemeler üzerinde meydana gelen voltaj yüklenmelerinin X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) ile incelenmesidir. Öncelikle malzemeleri değişik şekil ve hızlarda hem elektriksel hem de ışıksal olarak uyarabileceğimiz, aynı zamanda yarıiletken malzemelerin içsel ve dışsal özelliklerine bağlı olarak meydana gelebilecek potansiyel değişimlerini takip edebileceğimiz yeni bir teknik olan foto-dinamik XPS tekniğini geliştirdik.Bu amaç dogrultusunda, hem n- ve p-Si hem de n- ve p-GaN numunelerinin yüzey fotovoltaj davranışları, yüzey bant düzlenmeleri statik ve dinamik ışık uyarımları yardımı ile XPS kullanılarak takip edildi. Ayrıca, yarıiletkenler üzerinde bant ters-eğrilme etkileri n- ve p-Si için ince bir silika tabakası oluşturulduğu zaman, ayrıca p-GaN için farklı dalga boylarında bulunan ışıklar ile uyarıldığı süreçlerde gözlemlendi. Ek olarak, bu teknik ile silikon numunelerindeki eser miktarda eklenmiş bulunan elementler vasıtasıyla ortaya çıkan enerji kaymalarının yüzey fotovoltaj değerleri ile düzeltildikten sonra foto-dinamik XPS tekniğini kullanarak takip edilebileceğini gösterdik.Yüksek yoğunluktaki kızılötesi lif lazer ile silikon üzerindeki desenlendirilmiş bölgeler XPS yardımı ile incelendi. Kimyasal içerik olarak, lazere maruz tutulan ve tutulmayan bölgeler arasında herhangi bir fark yok iken, dinamik XPS ile yaptığımız deneyler sayesinde lazer ile desenlendirilmiş bölgelerin kendine özgü dieletriksel özelliği olduğu gösterildi.CdS filminin elektriksel özellikleri, ışık varlığında ve yokluğunda dinamik XPS kullanılarak ölçüldü. Ayrıca, foto-dinamik XPS tekniğinden, yüklenme, yük boşalması, fotoiletkenlik ve yüzey fotovoltaj gibi etkileri birbirlerinden ayırmada etkin bir şekilde yararlanılabileceği gösterildi. Ek olarak, CdS içeren bir fotoselin konuma bağımlı direnç ve kimyasal analizleri alan haritalamalı XPS ile ölçülmüştür. İlaveten, alan haritalamalı XPS kusurlu veya hatalı bölgelerin farklı koşullar altında ortaya çıkması ve bu farklı bölgeler arasında karşılaştırmalar yapabilmemizi sağladı.
Özet (Çeviri)
The main motivation of this Ph.D. study is investigation of the photoinduced voltage changes in semiconductive materials with X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). For this purpose, we have developed a technique for recording the shifts in the positions of the XPS peaks in response to different waveforms of electrical and/or optical stimuli for tracing dynamics of the developed potentials originating from intrinsic or extrinsic factors of the semiconductive materials such as charging/discharging, photoconductivity, surface photovoltage, band-bending/flattening/inversion, etc.Within this purpose, the surface photovoltage behaviors of n- and p-type doped Si and GaN samples are examined with the photo-dynamic XPS, to follow the behavior of the band-bending under photoillumination in both static and dynamic fashions. The band inversion effects are clearly observed on the n- and p-Si samples in the presence of a dielectric silica overlayer and on the p-GaN sample due to variation of the illuminating laser energies. Moreover, the extent of the dopant dependent XPS peak shifts of the n- and p-Si samples are assessed after correction of their surface photovoltage values.A laser patterned silicon wafer with a high-power near infrared fiber laser is also investigated. While the patterned silica domains have identical chemical composition with the non-patterned regions, an investigation with dynamic XPS clearly reveals distinct dielectric characteristics of the patterned domains.Electrical parameters of CdS thin film are extracted by dynamic XPS with and without photoillumination. The photo-dynamic XPS technique has also provided useful information by disentanglement of processes; charging/discharging, photoconductivity, and surface photovoltage. Furthermore, location (space) dependent resistance and chemical profile of a CdS based Light Dependent Resistor (LDR) is also probed during realistic operational conditions, by utilizing spatially resolved XPS analysis (in the area mapping mode). In addition, with the XPS mapping analysis defects and malfunctioning sites/domains have been located under various experimental and preparation conditions.
Benzer Tezler
- Graphitic carbon nitride/red phosphorus heterojunctions decorated with platinum nanoparticles as catalysts for the photo-assisted hydrolysis of ammonia borane
Amonyak boranın foto yardımlı hidrolizi için katalizör olarak platin nanoparçacıklarla dekore edilmiş grafit karbon nitrür/kırmızı fosfor heteroeklemleri
SILA ALEMDAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
KimyaKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖNDER METİN
- RSM optimizasyonu ile çörekotu (Nigella Sativa L.) atık biyokütlesi-esaslı üretilen aktif karbon kullanılarak uçucu organik bileşiklerin giderilmesi ve fotovoltaik uygulamalarının incelenmesi
Examination of volatile organic compounds removal and photovoltaic applications using activated carbon derived from black cumin (Nigella Sativa L.) waste biomass through RSM optimization
EBRU BATUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimya MühendisliğiSiirt ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SİNAN KUTLUAY
- Çevrel fazların fotoantimikrobiyal etkisi ve fotokatalitik hidrojen üretimi
Photoantimicrobial effect and photocatalytic hydrogenproduction by chevrel phases
TALHA KURU
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyoteknolojiSelçuk ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İMREN HATAY PATIR
- Uçucu organik bileşikleri algılayacak yeni tip ftalosiyaninler
New type phthalocyanines for sensing volatile organic compounds
ŞERİFE GÖÇMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
KimyaGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE GÜL GÜREK
- Yaşa bağlı maküla dejenerasyonu tedavisinde intravitreal Pegaptanib Sodyum uygulaması ile Fotodinamik Terapi ve düşük doz Fotodinamik Terapi kombinasyonlarının karşılaştırılması
Comparison of intravitreal Pegaptanib Sodium monotherapy, Photodynamic therapy and low fluence Photodynamic therapy combinations in the treatment of Age-related macular degeneration
ARİF TAYLAN ÖZTÜRK
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2009
Göz HastalıklarıDokuz Eylül ÜniversitesiGöz Hastalıkları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. F. HAKAN ÖNER