Manyetik geçiş elementiyle katkılanmış germanyum yarı iletkenlerinin büyütülmesi ve karakterizasyonu
Growth and characterization of germanium semiconductors doped with magnetic transition metals
- Tez No: 351955
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. LEYLA ÇOLAKEROL ARSLAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Spintronik, Seyreltilmiş manyetik yarı iletkenler, Ferromanyetizma, Moleküler demet epitaksi, Geçiş metali katkılanmış Ge.v, Spintronics, Diluted magnetic semiconductors, Ferromagnetism, Molecular beam epitaxy, Transition-metal doped Ge
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 85
Özet
Geleneksel elektronik aygıtlar en küçük yarı iletken kanalları içerisinden geçen elektrik akımıyla çalışırken, bir spintronik, spin elektroniğine dayalı, aygıt spin kutuplu akımlarla da kontrol edilebilir. Günümüzde elektronun spini yarı iletken teknolojisi dışındaki alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Fakat spin elektroniğinin bütün kapasitesiyle geliştirilebilmesi, yani bilgilerin hem işlenip hem de depolanabilmesi, metallerle mümkün değildir. Bunun yerine, eğer spintronik aygıtlar yarı iletkenlerden yapılabilirse, prensip olarak benzersiz manyetik hafıza depolama kapasitesini ve etkileyici işlem gücünü bir arada sağlayabilirler. Bunun gerçekleşebilmesi için yarı iletkenlerde spin taşınımı, spin kutuplu akımların oluşturulması ve ölçülmesi gerekmektedir. DMS'ler ev sahibi yarı iletken içerisine katkılanan geçiş metal atomlarının yarı iletken içerisindeki taşıyıcıları kutuplaştırmasıyla elde edilen malzemelerdir. Burada zor olan bir dış manyetik alan etkisinde kalmadan oda sıcaklığında ferromanyetik düzene sahip olan DMS'ler bulabilmektir. Silisyum bazlı teknolojiyle uyumlu olan germanyum'a yüksek oranda mangan katkılanması oda sıcaklığında ferromanyetik özellik göstermesini sağlamak ve bu ferromanyetik özelliği, ikinci bir geçiş elementi (Co) ile güçlendirmektir.. Bu tez çalışmasında Mn katkılanmış Ge yarı iletken ve Mn ile birlikte Co katkılanmış Ge yarı iletken ince filmlerinin hazırlama parametreleri (alttaş sıcaklığı, manyetik metal katkı oranı ve katkı malzemesi) optimize edilerek oda sıcaklığında ferromanyetik özellik gösteren yarı iletkenler elde edilmiştir. Bu yarı ilerkenler bu çalışma sürecinde geliştirilen ardışık katmanlı büyütme yöntemiyle büyütülmüştür. Bu yöntemle büyütülen numunelerde metalik kümeciklerin oluşumu gözlemlenmemiştir.. Oda sıcaklığında gözlemlenen ferromanyetizma Mn atomlarının Ge matrisi içerisinde pozitif yüklü iyonlar oluşturarak çift etkileşmesinden kaynaklanmaktadır.
Özet (Çeviri)
While conventional electronic devices are operated by flow of electric charge along ever-smaller semiconductor channels, a“spintronic”device is also controlled by the flow of electron spin. Nowadays electron spin has already been extensively used outside the semiconductor industry. But the full promise of spintronics, which is processing and storing information together, cannot be realized with metals. Instead, if spintronic devices could be made from semiconductors, then in principle they would provide the unparalleled storage capacity of magnetic memory and the impressive computing power of semiconductor logic. DMSs are materials in which a host semiconductor is doped with transition metal atoms. The challenge is to find DMSs that exhibit ferromagnetism at room temperature without the help of an external magnetic field. A high concentration of Mne in Ge which is compatible with the Si-based technology leads to room temperature ferromagnetism. Adding a second transition metal (Co) may enhance ferromagnetism in these thin films. In the frame of this thesis, the sample preparation parameters of Mn doped Ge semiconductor thin films were optimized to obtain semiconductors which have ferromagnetic properties at room temperature. These semiconductors have been grown with the consecutive multilayer deposition technique which is developed during this study. In order to investigate the reasons for room temperature ferromagnetic order, crystal structure, electronic band structure and magnetic properties of these novel materials were measured and analyzed in a wide range of temperatures. Room temperature ferromagnetism is due to the doble exhange interaction of positively charged ions created by Mn atoms doped in Ge.
Benzer Tezler
- Lantan I ve vanadyum I elementlerinin aşırı ince yapılarının incelenmesi
Hyperfine structure investigation of lanthanum I and vanadium I elements
FEYZA GÜZELÇİMEN
Doktora
Türkçe
2012
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖNÜL BAŞAR
PROF. DR. SOPHİE KRÖGER
- Farklı lantanit grubu elementler doplanarak elde edilen lüminesans malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of luminescence materials doped by different lanthanite group elements
FATMA ÜNAL
Doktora
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMET KÜRŞAT KAZMANLI
- Sb ve B katkılı Ca3Co4O9 bileşiğinin termoelektrik özelliklerinin incelenmesi
An investigation of thermoelectric properties of Sb and B doped Ca3Co4O9 oxide compound
SERKAN DEMİREL
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİnönü ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SERDAR ALTIN
- Bazı ABO3 tipi perovskite yapıdaki oksit kristallerin yapısal, mekanik, elektronik ve manyetik özelliklerinin yoğunluk fonksiyoneli teorisi ile incelenmesi
The investigation of the structural, mechanical, electronic and magnetic properties of some oxide crystals in ABO3 type perovskite structure within the density functional theory
AYTAÇ ERKİŞİ
Doktora
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiKırıkkale ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDEM KAMİL YILDIRIM
- Titanyum katkılamalı nicomnın manyetik şekil hafıza alaşımlarının elde edilmesi ve martensitik faz geçişi - kalorik özelliklerinin araştırılması
Investigation of martensitic phase transformation and caloric properties of ti doped nicomnin magnetic shape memory alloys
ECE ODA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞİNASİ BARIŞ EMRE