Geri Dön

Area dependence of josephson critical current density in superconducting Bi2Sr2CaCu2O8+d mesas for terahertz emission

Terahertz ışıyan süperiletken Bi2Sr2CaCu2O8+d mesaların josephson kritik akım yoğunluğunun alana bağımlılığı

  1. Tez No: 342960
  2. Yazar: HİLAL SAĞLAM
  3. Danışmanlar: PROF. DR. LÜTFİ ÖZYÜZER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 92

Özet

Terahertz dalgaları, yolcuların havaalanında taranması, patlayıcı ve ilaç tayini, güvenli kablosuz iletişim ve tıpta kanser tanısı gibi bir çok alanda önemli uygulama alanina sahiptir. Yakın bir zaman önce, Bi2Sr2CaCu2O8+d (Bi2212) tek kristallerinden yapılan mesaların, küçük boyutlu bir kaynak olarak yüksek güçte terahertz ışıması yapabildiği kanıtlanmıştır. Katmanlı yüksek sıcaklık süperiletkeni Bi2212, özgün Josephson eklemleri olarak adlandırılan Josephson eklemlerinin doğal yığınlarına sahiptir. Terahertz ışıması, elektromagnetik spektrumun mikrodalgalar ile uzak-IR arasında yer alan bir bölümüdür. Bu bölge 0.1-10 THz frekans aralığına ve 3 mm den 0,03 mm ye dalga boyu aralığına sahiptir. Bu çalışmada farklı alanlara sahip (300×50, 200×50, 100×50 ?m2) mesa yapıları aynın kristal üzerinde oluşturulmuştur. İlk once tavlanmış olan kristaller safir altaş üzerine yapıştırılmıştır ve ardından cleave işlemi gerçekleştirilmiştir. Daha sonra 100 nm kalınlığında altın kaplanmıştır ve ardından e-demeti litrografi tekniği ile Ar iyon demeti aşındırma yöntemleri kullanılarak üçlü mesa yapıları elde edilmiştir. Üretilen mesaların alanları çok küçük olduğundan dolayı, elektriksel ölçüm almak için oluşturulacak kontakları kolaylaştırmak amacıyla CaF2 yalıtkan tabaksı kaplanmıştır. En son olarakta gümüş epoksi kullanılarak kontaklar alınmıştır. Mesa üretimi tamamlandıktan sonra SEM ve yüzey profilometrisi kullanılarak üretilen mesaların tam boyutları tayin edilmiştir. Elektriksel karakterizayonu için ise R-T ve I-V ölçümleri alınmıştır. I-V karakteristiklerine bakılarak her bir mesa için kritik akım değerleri tayin edilerek, Josephson kritik akım yoğunlukları hesaplanmıştır. Çalışmanın sonucunda Josephson kritik akım yoğunluğunun mesa alanının artmasıyla azaldığı gözlenmiştir. Dahası, yüksek boyutlu mesalarda ısınma etkilerinin baskın olmasından dolayı, akım gerilim grafiklerinde geri bükülme değerleri daha düşük voltajlarda gözlenmiştir.

Özet (Çeviri)

There are numerous application fields of terahertz waves such as airport screening of passengers for weapons, explosives, drugs, secure wireless communications, cancer detection, etc. high-Tc superconductor Bi2Sr2CaCu2O8+? (Bi2212) single crystal has been observed as an intense, coherent, continuous electromagnetic wave source in terahertz frequency region. Bi2212, which is highly anisotropic high-Tc superconductor, is considered as a stack of intrinsic Josephson junctions (IJJs) on atomic scale. In this study, we have fabricated triple mesa structures on a same chip with various mesa areas (300×50, 200×50, 100×50 ?m2). Firstly, single crystal of Bi2212 is glued onto a sapphire substrate from its smooth a-b surface by silver epoxy. After deposition of 100 nm Au layer, rectangular mesa structures were fabricated on the surface of an under-doped Bi2212 crystal by using e-beam lithography and Ar-ion etching step by step. On account of the difficulties in making a contact on small area of the mesa, CaF2 insulating layer deposition was performed. After that, a gold stripe with the width of 30 ?m was created by lift-off technique on the mesa and CaF2 layer. Finally, three gold probe wires were connected to the two contact paths and mesa by silver epoxy. After the mesa fabrication, the exact dimensions of the mesas were obtained using atomic force microscope. To obtain the electrical characterization, c-axis resistance versus temperature (R-T), and current-voltage behavior (I-V) were measured. From I-V characteristics, critical current of each mesa structure having different dimension was obtained, after that, we have calculated the critical current densities of each mesa structure and then we have studied change in Josephson critical current density of mesas with different dimensions. We can conclude from the I-V measurements of the mesas that the Josephson critical current density is decreasing when the area of mesa is increasing. Furthermore, the backbending voltage points are increasing since heating effects dominate for the large areas of the mesa structures.

Benzer Tezler

  1. Radyoterapide termolüminesans dozimetre ve yarı iletken diyot dozimetre sistemi kullanılarak yüzey dozlarının karşılaştırılması

    Comparing surface doses using thermoluminance dosimerty and semi conductor diodes system in radiotherapy

    EDA KAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Fizik ve Fizik MühendisliğiErciyes Üniversitesi

    Radyasyon Onkolojisi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERDAR SOYER

  2. Dopamin D2 reseptör geni polimorfizmi ve DRD2 mikrosa telit polimorfizmi ile karşılaştırılması

    Başlık çevirisi yok

    MURAT HASAN TABAKOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2002

    Adli Tıpİstanbul Üniversitesi

    Fen Bilimleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERSİ ABACI KALFOĞLU

  3. Geniş ve küçük alan radyoterapisinde dinamik kolimatör hareketinin doz dağılımına etkisinin araştırılması

    Investigetion of the effect of dynamic collimator movement on dose distribution in wide and small field radiotherapy

    ERDİ AŞILIOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    OnkolojiAcıbadem Mehmet Ali Aydınlar Üniversitesi

    Radyasyon Onkolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FULYA AĞAOĞLU

  4. Au/n-InP ve Au/Pyronine-B/n-InP Schottky yapıların sıcaklığa bağlı elektriksel karakterizasyonu

    Temperature dependence of electrical characteristics of Au/n-InP and Au/Pyronine-B/n-InP Schottky structures

    MURAT SOYLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2007

    Fizik ve Fizik MühendisliğiAtatürk Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. BAHATTİN ABAY

  5. NPY gen polimorfizmleri ve alkol bağımlılığı arasındaki ilişkinin araştırılması

    Investigation of association between NPY gene polymorphisms and alcoholism

    HAYRİYE AKEL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    BiyolojiHacettepe Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EROL AKSÖZ