Silicon nanowires for network photodetectors and plasmonic applications
Silisyum nanotellerin ağ yapılı ışık detektörınde kullanılması ve plazmonik uygulamaları
- Tez No: 338443
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN, PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Metalurji Mühendisliği, Physics and Physics Engineering, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- 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: 70
Özet
Yarıiletken endüstrisinin en önemli yapıtaşı olan silisyum nanotel formunda da son zamanlarda yoğun olarak araştırma konusu olmuşlardır. Bu tez çalışmasında, dik olarak hizalanmış silisyum nanoteller (Si NWs) metal yardımlı dağlama (MYD) yöntemi ile üretilmişlerdir. Bu metod basit bir yöntem olup çözelti tabanlı ve düşük sıcaklık prosesi olması sebebiyle oldukça yaygınlaşmıştır. Bu metod ile üretilen nanoteller başlangış substratı ile aynı aşılama tipi ve yoğunluğu gibi temel özelliklere sahiptir. Bu tez çalışmasının ilk kısmında, üretilen nanoteller ağ halinde metal-yarıiletken-metal ışık detektörlerinin aktif kısmında kullanılmışlardır. Üretilen detektörler kısmi transparanlık ve tekrar edilebilir açılıp kapanma özelliği göstermişlerdir. Buna ek olarak, detektörlerin açma ve kapanma hızları 0.43 milisaniye ve 0.58 milisaniye olarak belirlenmiştir. Esnek detektörler ise kullanılan substratın PET ile değiştirilmesi sonucu üretilmişlerdir. Üretilen esnek detektörler 1 santimetrelik yarıçapa kadar bükülme testine tabi tutulmuş olup bükülme sırasında da çalışmaya devam etmişlerdir. Tez çalışmasının ikinci kısmında ise gümüş (Ag) nanoparçacıklar ile dekore edilmiş dik hizalanmış silisyum nanoteller yüzey plazmon rezonansı özellikleri açısından incelenmiştir. Silisyum nanoteller tek adım ve iki adım MYD metodu ile üretilmişlerdir. İki adım MYD metodu hidrojen peroksit kullanımını içermektedir. Gümüş nanoparçacıklar ise buharlaştırma ve tavlama yöntemi ile nanoteller üzerinde oluşturulmuşlardır. İki adım metodu nanotellerin yüzeyini deforme ederek oksijen kaynaklı kusurlar yaratmışlardır. Bu kusurlar yüksek frekanstaki kızılötesi ışıkları absorbe etmekte olup ışınımlı rekombinasyon ile ışık yayabilmektedirler. Yaklaşık 50 kata kadar artmış lokalize yüzey plazmon rezonansı (LYPR) elde edilmiştir. Bu artış nanotellerin yüzeyinde bulunan oksijen kaynaklı kusurların ortamın dielektrik katsayını değiştirmesi ile ilintilendirilmiştir. Rezonans dalgaboyu gümüş nanoparçacıkların büyüklüğü ve nanotellerin uzunluğu ile değiştirilebilmektedir.
Özet (Çeviri)
Being the key component of the semiconductor industry, silicon in nanowire form has gained increased attention. In this thesis, vertical arrays of silicon nanowires (Si NWs) have been fabricated with metal assisted etching method (MAE). MAE method is a simple, solution based and low temperature process. In this method, fabricated nanowires inherit the starting wafer characteristics, such as doping type, density and crystal orientation. In the first part, fabricated NWs in network form have been demonstrated as the active layer in metal-semiconductor-metal photodetectors. Devices showed partial transparency and fully reversible switching behavior. Moreover, fast dynamic response has been obtained with 0.43 milliseconds for the rise time and 0.58 milliseconds for the fall time. Flexible PDs were fabricated on polyethylene-terephtalate substrates and operational during bending up to a radius of 1 cm. In the second part, surface plasmon resonance properties of the silver (Ag) nanoparticle decorated Si NWs have been investigated. Si NWs were fabricated through one-step and two-step MAE method. Two-step MAE method involved the use of hydrogen peroxide. Ag nanoparticles were decorated onto Si NWs through simple evaporation and annealing processes. The hydrogen peroxide in MAE method was found to degenerate the surface of nanowires and created oxygen defects. Defects enhanced infrared absorption at higher frequencies and led to emission of light by radiative recombination. Almost 50-fold enhanced localized-surface-plasmon-resonance (LSPR) was obtained. It was attributed to the change in the dielectric constant of effective medium. LSPR wavelength could be tuned by changing Ag particle size and NW length.
Benzer Tezler
- Silicon nanowire-based complex structures: A large-scale atomistic electronic structure and ballistic transport
Si̇li̇syum nanotel tabanlı karmaşık yapılar: Büyük ölçekli̇ atomi̇k elektroni̇k yapı ve bali̇sti̇k taşınım
ÜMİT KELEŞ
Doktora
İngilizce
2014
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEYHUN BULUTAY
- Moleküler imprint sol-jel polimer kaplı kuantum noktaların sentezi ve optik sensör uygulaması
Synthesis of quantum dots coated with molecularly imprinted sol-gel polymer for application of optical sensor
TANER ARSLAN
- Nanoimprinted high-frequency surface acoustic wave devices: Generation, characterization and acousto-electric transport
Başlık çevirisi yok
SERKAN BÜYÜKKÖSE
Doktora
İngilizce
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiUniversity of TwentePROF. DR. WILFRED G. VAN DER WIEL
- Nanoscale and bio-inspired communication techniques for the internet of bio-nano things
Biyo-nano nesnelerin interneti için nano-ölçekli ve biyolojik-esinli haberleşme teknikleri
MURAT KUŞCU
Doktora
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR BARIŞ AKAN
- Synthesis of ZnO and Si nanowires for the fabrication of 3rd generation solar cells
Üçüncü nesil güneş pillerinin üretimi için ZnO ve Si nanotellerin sentezlenmesi
ELİF PEKSU
Doktora
İngilizce
2019
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN KARAAĞAÇ
