Dark current control in InAs/GaSb superlattice photodetectors
InAs/GaSb süperörgü fotodedektörlerde karanlik akim kontrolü
- Tez No: 336866
- Danışmanlar: PROF. DR. ATİLLA AYDINLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: InAs/GaSb, Infrared photodetector, Passivation, Al2O3, Octadecanethiol
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 67
Özet
Belirli bir sıcaklığı olan bütün cisimlerin kızılötesi radyasyon yayması sebebiyle elektromanyetik spektrumun bu bölümünün dedekte edilmesi çok önemlidir. Örneğin bir aracın ya da bir füzenin eksozunun sıcaklığı orta dalgaboyunda ışıma, ya da bir insanın vücut sıcaklığı uzun dalgaboyunda ışıma sağlar. Bu yüzden kızılötesi ışıma spektrumunun orta ve uzun dalgaboyu pencerelerinin dedekte edilmesi askeri ve sivil amaçlar için yaralıdır. Bu alandaki ihtiyacı karşılamak için termal ve optic dedektörler geliştirilmektedir. Optik dedektörler cisimlerden termal olarak yayılan fotonların soğurulmasına dayanır. Fakat kızılötesi radyasyonun düşük enerjileri sebebiyle dar bant aralığına sahip malzemelere ihtiyaç duyulmaktadır. Dar bant aralığı faydalı görülse de bir elektronun değerlik bandından iletim bandına uyarılması için gereken enerji ortam sıcaklığı tarafından da sağlanabilir. Bu durum optik dedektörlerin temel sorunudur. Optik olarak oluşturulan akımın daha az ölçülebilir olmasına sebep verebilen ve alet perfomansını düşürebilen pek çok karanlık akım mekanizması bulunmaktadır. Bu istenmeyen akım problemini çözebilmek için optik dedektörler düşük sıcaklıklara soğutulması gerekir. Bu çok düşük sıcaklık bölgelerinde bile üretme-tüketme, tünelleme ve yüzey kaçak akımları yeterince baskılanamamaktadır. Alet performansının arttırılması için bu akımlarınbaskılanması gerekmektedir. Alet yan yüzeylerindeki boş bağların sebep olduğu yüzey kaçak akımının baskılanması bu bağları etkisizleştirecek bir pasivasyon tabakasıyla sağlanabilir. Bu tez InAs/GaSb tip II süperörgü orta dalgaboyu kızılötesi dedektörleri için iki yeni pasivasyon yöntemi önermektedir. Atomik katman biriktirme yöntemiyle oluşturulmuş Al2O3 ve tek katman kalınlığında kaplanmış octadecanethiol pasivasyonları, pasivasyon uygulanmamış örneklerle karanlık akım baskılamaları yönünden karşılaştırılmıştır. Ayrıca alet modelini karmaşıklaştıracak katkıların olup olmadığını kontrol etmek için kontak direnci ölçümleri yapılmıştır.Anahtar kelimeler; InAs/GaSb, kızılötesi fotodedektör, pasivasyon, Al2O3, octadecanethiol
Özet (Çeviri)
Since every object with a finite temperature accepted to emit infrared radiation, detection of this part of the electromagnetic spectrum is very important. For example the temperature of the exhaust of a vehicle or a missile makes it radiate in the midwave window or the body temperature of a person makes it glow in the long-wave window. Therefore detection in mid-wave and long-wave windows of infrared radiation spectrum is useful for both military and civil purposes. In order to satisfy the need in these field thermal and optical detectors are being developed. Optical detectors are based on the absorption of the thermally generated photons from the objects. However, due to the low energy of the infrared radiation narrow band gap materials are needed to be used. Having narrow gap seems to be useful but the energy required to make an electron to excite from the valance band to conduction band can also be supplied by the ambient temperature. This situation is the main disadvantage of optical detectors. There are too many mechanisms that can generate dark current in the device which make the optically generated current to be less measurable and reduce the device performance. In order to solve this unintentional current problem, optical detectors should be cooled down to cryogenic temperatures. Even for this low temperature regime generation-recombination, tunneling and surface leak currents are not suppressed enough. To increase the device performance these mechanisms should be suppressed. Suppression of surface leakage current which is caused by the dangling bonds on the device side-walls can be achieved with a passivation layer that eliminates the surface states. This thesis suggests the usage of two new methods for passivation of InAs/GaSb type II superlattice mid-waveinfrared detectors. Application of atomic layer deposited Al2O3 and monolayer thick octadecanethiol as passivation layers are compared with their respective unpassivated detectors on their effect on suppression of dark current. Additionally, contact resistance measurements are made in order to check that if there is a contribution from the contact structures that can complicate our device model.
Benzer Tezler
- Uydular için volanlı enerji depolama sistemlerinde kullanılabilecek yüksek hızlı fırçasız doğru akım motorunun genetik algoritma tabanlı akım kontrolü
A genetic algorithm-based current control of high-speed brushless direct current motor can be used in flywheel energy storage system for satellites
REŞAT ÇELİKEL
Doktora
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFırat ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET ÖZDEMİR
- CMS-CASTOR alt detektörünün fototüplerinin kalite kontrol testleri
The quality control tests of CMS-CASTOR sub detector's phototubes
SERTAÇ ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Fizik ve Fizik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLSEN ÖNENGÜT
- CMS'deki CASTOR kalorimetresinde kullanılan foto-çoğaltıcı tüplerin kalite kontrol testlerinin yapılması ve sonuçlarının incelenmesi
The quality control tests of CMS-CASTOR detector?s phototubes
ZAHİDE DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Fizik ve Fizik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSA DUMANOĞLU
- Rönesans Devri bahçe sanatı ve ülkemizdeki yansıması olarak Beylerbeyi Sarayı ve set bahçeleri
Başlık çevirisi yok
AHSEN TAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiŞehircilik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİLGÜN ERGUN
- A production system investigation on nanomanufactured sensors: Direct transfer manufacturing of flexible sic NW-net uvpds
Nano-imalat sensörler üzerine bir üretim sistemleri soruşturması: Esnek sic nanotel-ağ UV fotodetektörlerin doğrudan transferle imalatı
MUHAMMED ŞAMİL ÖNDER
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYHAN DEMİRİZ