Silisyum ve germanyum nanoçubukların elektron demeti buharlaştırma sistemiyle büyütülmesi ve karakterizasyonu.
Growth and characterization of silicon and germanium nanorods by electron beam deposition
- Tez No: 355379
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. LEYLA ÇOLAKEROL ARSLAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- 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: 114
Özet
Bu tez çalışmasında Silisyum ve Germanyum nanoçubukların elektron demeti buharlaştırma sistemi (EDB) ile büyütülmesi çalışmaları yapılmıştır. Nanoçubuklar altın katalizör kullanılarak VLS (Buhar-Sıvı-Katı) tekniği ile büyütülmüştür. Büyütülen nanoçubukların fiziksel yapıları SEM (taramalı elektron Mikroskobu), elemental yapıları EDS (Enerji dağılım Spektroskopisi) ile incelenmiş ve istatistiksel çalışmalar IMAGEJ görüntü işleme programı ile yapılmıştır. İlk olarak yönelimli silisyum altlıklar üzerine yüzeydeki oksit tabaka kaldırıldıktan sonra doğrultusunda uzanan Si nanoçubukları büyütülmüştür. Yüzey temizliği çok önemlidir, alttaş yüzeyi oksit tabakasından arındırılmadığında nanoçubuklar büyümediği gözlemlenmiştir. Daha sonra yönelimli altlıklar üzerine 675ºC, 700 ºC ve 725ºC büyütme sıcaklığında silisyum ince film büyütülmüş ve 700 ºC'nin maksimum sıklıkta homojen olarak dağılmış nanoçubukların büyütülmesi için uygun sıcaklığın olduğu tespit edilmiştir. 700 ºC'de 0,6-0,8-1,0-1,2 ve 1,4 Å/s biriktirme hızları ile de nanoçubuklar büyütülmüş ve yüzey difüzyonuna bağlı olarak nanaoçubukların morfolojileri ve büyüme kinetikleri incelenmiştir. Biriktirme hızı 1.2 Ă/s ile boyları 1μm'yi bulan nanoçubukların yan yüzeylerinde nanoçubuk boylarının Si atomlarının difüzyon hızında olmasından ve Si atomlarının yan yüzeylere doğrudan tutunamadığından dolayı tırtıklar oluşrmuştur. Düşük biriktirme hızlarında (0.6-1.0 Ă/s) ise yüzeyden yayılan Si atomlarının katkısının dafa fazla olmasından dolayı düz ve daha kısa nanoçubuklar büyütülmüştür. Si nanoçubukların büyüme rejimlerini incelemek üzere farklı büyütme sürelerinde büyütülen nanoçubukların morfolojileri ve büyüme kinetikleri incelenmiştir. Biriktirme hızı 0,6 Å/s ve 1,4 Å/s ile 90 ve 240 dakika süresinde nanoçubuklar büyütülmüş ve düşük biriktirme oranlarında ince naoçubuklar yüksek biriktirme oranlarında ise kalın nanoçubuklar daha hızlı büyümüştür. Daha sonra 600 ºC, 650 ºC ve 700 ºC de Ge nanoçubuklar yönelimli silisyum altlık üzerinde büyütülmüştür. Si nanoçubuklardan farklı olarak Ge nanoçubuklar yönelimli altlıklar üzerinde rastgele yönelimli büyümüştür. 650 ºC büyütme sıcalığında ortalama boyları en uzun ve en fazla sıklıkta Ge nanoçubuklar büyütülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this thesis, silicon and germanium nanorods were grown by electron beam evaporation method using Au catalysts assisted VLS (vapor-liquid-solid) technique We examined the morphology and size of nanorods with SEM. Statistical study was performed with the image processing program IMAGEJ. First of all, Si nanorods along direction were grown on Si substrate after removing oxide layer from the substrate surface. It is found that surface cleaning was extremely important for the deposition of nanorods since nanrods did not from on the substares with a thin layer of SiO2 on them. We have investigated the grown at different growth temperatures of 675 ºC, 700 ºC and 725ºC, and we have found that 700 ºC is the most suitable growth temprature to obtain highly frequent and uniformly distributed nanorods. We have also grown nanorods with 0,6-0,8-1,0-1,2 and 1,4 Å/s deposition rates at 700 ºC substrate temprature and the roles of deposition rate and corresponding surface diffusion on the Si NW growth kinetics were examined. The surface morphology is composed of long whiskers (~1μm) tapered with faceted sidewalls in the high deposition rate regimes (above 1.2 Ă/s) due to their length which is comparable with the adatom diffusion and the direct adsorption of Si atoms on the sidewalls. The characteristic morphology was composed of shorter straight rods in the low deposition rate regimes (0.6-1 Ă/s) because of the higher contribution of Si adatoms diffusing from the substrate to the NW growth. Growth regime of nanorods was examined by varying the growth time. We investigated the morophology and growth kinetics of nanorods after evaporating Si with the rates of 0,6 and 1,4 Å/s for 90min and 240min and at low deposition rates thin nanorods growth faster then thicker nanorods but incresing the deposition rate causes that thicker nanorods grow faster then thinner nanorods. Finally, Ge nanorods were grown on substrate at differnt growth tempratures of 600 ºC, 650 ºC and 700 ºC. Unlike the Si nanorods, Ge nanorods formed on Si substrate in random oriantaions. Highest average length and frequency was observed for Ge nanorods grown at a temperature of 650 ºC.
Benzer Tezler
- Carrier dynamics in silicon and germanium nanocrystals
Silisyum ve germanyum nanoörgülerde tasıyıcı dinamiği
CEM SEVİK
Doktora
İngilizce
2008
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Bölümü
YRD. DOÇ. DR. CEYHUN BULUTAY
- Fabrication and characterization of P3HT-WO3 hybrid thin films and device applications
P3HT-WO3 hibrit ince filmlerin üretimi, karakterizasyonu ve cihaz uygulamaları
FATMA BEYZA YEDİKARDEŞ ER
Doktora
İngilizce
2024
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ZAYİM
PROF. DR. MUSTAFA ALTUN
- Silisyum ve germanyum tabanlı nano yapıların termal özelliklerinin moleküler dinamik simülasyonları ile karakterizasyonu
Thermal properties characterization of silicon and germanium nanostructures with molecular dynamics simulations
ALİ KANDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Mühendislik BilimleriAnadolu ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEM SEVİK
PROF. DR. SERVET TURAN
- Synthesizing germanium and silicon nanocrystals embedded in silicon dioxide by magnetron sputtering deposition technique
Magnetron saçtırma tekniği ile silisyum dioksit içerisinde silisyum ve germanyum nanokristallerin sentezlemesi
ARİF SİNAN ALAGÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAŞİT TURAN
- SCL akımları yöntemi ile hidrojenlendirilmiş amorf silisyum-germanyum alaşımı n-i-n sandviç yapılarda elektronik kusur dağılımlarının incelenmesi
Investigation of electronic defect distribution on amorphous silicon-germanium alloy n-i-n sandwich structure by using SCL current
ZEYNEP RUKİYE ÖZGE CAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Fizik ve Fizik MühendisliğiMuğla ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET GÜNEŞ