Synthesis of germanium nanowires by vapor transport and fabrication of transparent and flexible photodetectors
Germanyum nanotelerin buhar transferi yöntemi ile sentezi ve şeffaf, esnek fotoalgılayıcı üretimi
- Tez No: 313814
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 86
Özet
Nanomalzemeler farklı özelliklerinden dolayı geniş ölçüde çalışılmakta ve çeşitli cihazlarda kullanılmaktadırlar. Nanoteller de kütle halindeki malzemelere göre farklı mekanik, kimyasal, fiziksel ve optik özellikler gösteren nanomalzemelerden birisidir. Nanotellerdeki bu farklılıklar geniş yüzey alanlarından ve iki yönlü kuantum sınırlamasından kaynaklanmaktadır. Nanotellerin gelişmiş ışık hassalığı göstermeleri son zamanlarda optik özelliklerinin büyük ilgi toplamasına neden oldu. Germanyum kızılötesi algılayıcılarda aktif malzeme olarak kullanılan bir yarıiletkendir. Germanyumun çok iyi bir optik sensör olması, nanomalzemelerinin de optoelektronik cihazlarda kullanılmasına neden olmuştur. Germanyum nanoteller alan etkili transistör, diyot, alan salıcısı ve fotoalgılayıcı olmak üzere pek çok cihazda kullanılmıştır. Bu nedenle en boy oranı yüksek, kaliteli germanyum nanotel sentezi kullanıldığı bu cihazlara büyük katkı sağlayacaktır. Germanyum nanotel üretimi için geliştirilmiş birçok yöntem vardır. Bunlar; elektrokimyasal dağlama, solvotermal, süperkritik akışkan, lazer ablasyon, kimyasal buhar biriktirme ve buhar transfer yöntemleridir. Bunların içinde yüksek kaliteli, tek kristalli, hata içermeyen germanyum nanoteller buhar transferi yöntemi ile kolay kontrol edilebilir toz öncü maddeler kullanılarak üretilebilir.Bu tez çalışmasının ilk bölümünde, buhar transferi yöntemi ile germanyum nanotel üretimi incelenmektedir. Bu yöntemin en önemli avantajlarından biri zehirli gazlar yerine katı toz öncü maddelerin kullanılmasıdır. Şimdiye kadar buhar transferi ile germanyum nanotel üretiminde üç farklı toz öncü madde kullanılmıştır. Bu tez çalışmasında bu öncü maddelerin hepsi incelenmiş ve bunlardan üretilen nanoteller kıyaslanmıştır. Buhar transferi yöntemi ile üretilen nanotellerin biçimi kontrol edilebilir. Nanotel biçimini etkileyen en önemli parametreler sıcaklık ve basınçtır bu nedenle, üç farklı öncü maddeden üretilen germanyum nanotellerin çaplarının sıcaklık ve basınca göre değişimlerinin ayrıntılı parametrik çalışmaları bu tezde sunulmaktadır. Üretilen nanotellerin yüzeylerinde kalın bir oksit tabakası bulunmaktadır bu nedenle asit dağlama yöntemi ile oksit tabakasının kaldırılması da bu tezde çalışılmıştır.Tezin ikinci bölümünde, germanyum nanotel ağlarının şeffaf, esnek fotoalgılayıcılarda kullanımı incelenmiştir. Germanyum nanotel ağı elde etmek için, üretilen germanyum nanoteller üretim altlıklarından cihaz altlıklarına ses titreşimi ve vakum filtreleme yöntemleri ile transfer edilmiştir. Gümüş nanotel ve tek duvarlı karbon nanotüp ağları şeffaf elektrotlar olarak kullanılmıştır. Esnek ve de esnek olmayan fotoalgılayıcılar üretilmiş ve bunların akım-voltaj karakteristikleri ile ışığa karşı olan duyarlılıkları farklı germanyum nanotel yoğunluklarında incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
Nanomaterials are widely investigated by researches and because of their unique properties they have been utilized in many different devices. Nanowires are one of these materials which show deviated mechanical, chemical, physical and optical, properties from their bulk counterparts. These deviations in properties of the nanowires are based on both their high surface to volume ratio and quantum confinement effect. Lately optical properties of nanowires have received great attention as they also exhibit good light sensitivity. Germanium is a semiconductor, which has been used widely as an active material in infrared light detectors. Due to excellent light detection of germanium its nanostructures have also been widely studied in optoelectronic devices. Germanium nanowires have been used in many devices such as field effect transistors, diodes, field emitters and photodetectors. Synthesis of high quality and high aspect ratio germanium nanowires could make important contributions to these devices. There are several synthesis methods for germanium nanowires. These are electrochemical etching, solvothermal, supercritical fluidic, laser ablation, chemical vapor deposition and vapor transport methods. Among these methods, high quality, single crystalline, defect free germanium nanowires using accessible solid powder precursors could be synthesized with vapor transport method.In the first part of this thesis, germanium nanowire growth with vapor transport method is investigated. One of the most advantageous features of this method is using solid powder precursors instead of toxic gases. Until now, three different kinds of solid germanium precursors have been reported in vapor transport method, all of them are investigated and the resulting nanowires are compared in this thesis. Vapor transport method enables high control over the morphology of the nanowires. The most important parameters which affect the morphology of the nanowires are temperature, pressure and precursor type. Therefore, a detailed parametric study is provided based on these parameters and their effect on the final diameter of the nanowires is determined. The as ?synthesized nanowires contain a very thick oxide layer on their surface. Therefore, oxide removal with acid etching is also investigated in this thesis.In the second part of this thesis, utilization of the germanium nanowire networks in fully transparent, flexible and network enhanced photodetectors is investigated. In order to obtain a germanium nanowire network, the as-synthesized nanowires are transferred from growth substrate to the device substrate by sonication and vacuum filtration. Silver nanowires and single walled carbon nanotubes are used as fully transparent electrodes. Both rigid and flexible photodetectors are fabricated and their current-voltage characteristics and photoresponse behaviors with different germanium nanowire densities are determined.
Benzer Tezler
- Size controlled germanium nanocrystals in dielectrics: Structural and optical analysis and stress evolution
Dielektriık matrislerde germanium nanokristaller: Yapısal ve optik analiz ve zor evrimi
RAHIM BAHARIQUSHCHI
Doktora
İngilizce
2017
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ GÜLSEREN
PROF. DR. ATİLLA AYDINLI
- Synthesis of silican-germanium by high dose germanium ion implantation into silican
Silisyum içine yüksek doz germanyum iyon ekimi ile silisyum-germanyum sentezlenmesi
MEHMET ŞAHİN
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RAŞİT TURAN
- Synthesis and characterization of novel ternary transition metal borides and new synthesis methods for superhard ReB2 and clathrate of Type-I
Yeni üçlü geçiş metal borürlerinin sentez ve karakterizasyonu ve süper sert renyum diborür ve Tip-I klatratları için yeni sentez metotları
BURCU USLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Metalurji MühendisliğiKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SUAT SOMER
- Synthesis, spectroscopic and computational analysis of nickel integrated germanium clusters
Nikel aşılanmış germanyum kümelerinin sentezi, spektroskopik ve hesapsal analizi
SİNEM ESRA ÖĞÜN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMREN NALBANT ESENTÜRK
- Bir serotonin/noradrenalin geri alım inhibitörü olarak 1-(1-(4-metoksifenil)vinil)stanninan öncü bileşiğin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of 1-(1-(4- methoxyphenyl)vinyl)stanninane as a serotonin/noradrenaline reuptake inhibitor precursor compound
MUAZZEZ GÜÇLÜ
