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
- Tez No: 342960
- Danışmanlar: PROF. DR. LÜTFİ ÖZYÜZER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
2010
Fizik ve Fizik MühendisliğiErciyes ÜniversitesiRadyasyon Onkolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERDAR SOYER
- Dopamin D2 reseptör geni polimorfizmi ve DRD2 mikrosa telit polimorfizmi ile karşılaştırılması
Başlık çevirisi yok
MURAT HASAN TABAKOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Adli Tıpİstanbul ÜniversitesiFen Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERSİ ABACI KALFOĞLU
- 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
2020
OnkolojiAcıbadem Mehmet Ali Aydınlar ÜniversitesiRadyasyon Onkolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FULYA AĞAOĞLU
- 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
2007
Fizik ve Fizik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF.DR. BAHATTİN ABAY
- NPY gen polimorfizmleri ve alkol bağımlılığı arasındaki ilişkinin araştırılması
Investigation of association between NPY gene polymorphisms and alcoholism
HAYRİYE AKEL