Vanadium oxide (VOx) thin films elaborated by sol-gel method for microbolometer applications
Mikrobolometre uygulamarı için sol-gel yöntemiyle hazırlanan Vanadyum oksit (VOx) ince filmler
- Tez No: 339908
- Danışmanlar: PROF. DR. TAYFUN AKIN, DOÇ. DR. CANER DURUCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 123
Özet
Kızılötesi dedektör teknolojiler her geçen gün gelişmeye devam ediyor. Düşük enerji tüketimi ve düşük fiyatları dolayısıyla ısıl dedektörler ticari uygulamalarda büyük ilgi görmektedirler. Mikrobolometre için aktif malzeme seçimi ve bu malzemenin ince film olarak uygulanması dedektör uygulamalarında performansa önemli derecede etki etmektedir. Sol-jel yöntemiyle üretilen vanadyum oksit mikrobolometre aktif malzemeler yüksek performans mikrobolometre dedektör üretimi için iyi bir seçenek olarak gözükmektedir.Bu tez çalışması kapsamında sol-jel yöntemi ile hazırlanan vanadyum oksit solüsyon döndürerek (spin) kaplama yöntemiyle silikon ve silikon-nitrat üzerine kaplanmıştır. Geliştirilen örnekler, farklı hidrojen oranına sahip H2/N2 ortamlarında 410 ? C'de çeşitli sürelerde fırınlanarak istenilen oksijen seviyelerinde vanadyum oksit ince filmler elde edilmesi hedeflenmiştir. Uygun fırınlama koşullarında fırınlanan V2O5 yapısına sahip ince filmler daha düşük oksijen seviyelerine indirgenerek V2O5, V6O13, ve VO2 seviyelerini bir arada bulunduran vanadyum oksit ince filmler elde edilmiştir. Bu filmlerin yüzey dirençleri, TCR ve gürültü seviyeleri ölçülerek mikrobolometre uygulamalarında kullanım durumları değerlendirilmiştir. Elde edilen filmlerin yüzey dirençleri 100 k?/sqr ? 200 k?/sqr aralığında ölçülmüştür. İnce filmlerin, direnç değerleri makul seviyelerde olup 20 µA ön akım altında 100 k? civarında, TCR değerleri ise yaklaşık 2%/ºC ölçülmüştür. Ancak gürültü seviyeleri beklenin üstünde çıkmıştır. Elde edilen sonuçlar gürültü özellikleri düzeltilmesi halinde sol-jel yöntemi ile kaplanan vanadyum oksidin mikrobolometre uygulamalarında kullanabileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Infrared detector technologies have been developing each day. Thermal detectors take great attention in commercial applications due to their low power consumption and low costs. The active material selection and the deposition of the material are highly important performance effective factors for microbolometer detector applications. In that sense, developing vanadium oxide (VOx) microbolometer active material by sol-gel method might be feasible approach to achieve good performance microbolometer detectors.In this study, vanadium oxide thin films are prepared by sol-gel method is deposited on silicon or silicon nitride wafers as active material by spin coating. The films are annealed under different hydrogen concentration of H2/N2 environments at 410 ? C for various hours to obtain desired oxygen phases of vanadium oxide thin films. After appropriate annealing step, V2O5 structured thin films are reduced to mixture of lower oxygen states of vanadium oxide thin films which contains V2O5, V6O13, and VO2. Finally, the performance parameters such as sheet resistance, TCR, and noise are measured to verify the quality of the developed vanadium oxide active layers for their use in microbolometers. The sheet resistances are in the range of 100 k?/sqr ? 200 k?/sqr. The resistances are reasonable values around 100 k? under 20 µA bias, and the TCR values of the samples measured around 2%/ ? C at room temperature (25 ? C). The measured noise of the films is higher than expected values, and the corner frequencies are more than 100 kHz. The results of the measurements show that it is possible to use sol-gel deposited vanadium oxide as a microbolometer active material after improving the noise properties of the material.
Benzer Tezler
- Vanadyum oksit tabanlı kızılötesi dedektör geliştirilmesi
Development of vanadium oxide-based infrared detector
MELTEM DÖNMEZ KAYA
Doktora
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÇAKMAK
- Nano ölçekli vanadyum oksit ince film akıllı malzemelerin farklı kalınlıklarda büyütülmesi
Magnification of nanoscale vanadium oxide thin film smart materials at different thicknesses
ULVIYYA GOZALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Bilim ve TeknolojiAnadolu Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAMİS MUSTAFA ÖKSÜZOĞLU
- Ultrasonik kimyasal püskürtme ile üretilen vanadyum oksit filmleri: Taban sıcaklığının etkisi
Vanadium oxide films grown by ultrasonic spray pyrolysis: Effect of substrate temperature
HASAN HAKAN BAŞARAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik MühendisliğiÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VİLDAN BİLGİN
- Nano ölçekli vanadyum oksit ince filmlerin tavlama süreçlerinin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of annealing processes of nanoscale vanadium oxide thin films
ERCAN ŞENER
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji MühendisliğiAnadolu ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAMİS MUSTAFA ÖKSÜZOĞLU
- Vanadyum oksit ı̇nce film akıllı malzemelerin üretim sürecinin elektriksel- yapısal özellik ı̇lişkisine etkisinin ı̇ncelenmesi
Investigation of the influence of deposition process on electrical-structure property correlation in vanadium oxide thin film smart materials
GÖKÇENUR ÇAKMAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Bilim ve TeknolojiEskişehir Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAMİS MUSTAFA ÖKSÜZOĞLU