Probing hot-electron effects in plasmonic surfaces using x-ray photoelectron spectroscopy
Plazmonik yapılarda sıcak elektron etkilerinin x-ışını spektroskopisi metoduyla gözlemlenmesi
- Tez No: 355744
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. AYKUTLU DANA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 132
Özet
Sıcak-elektronların plazmonik yapılarda oluşturduğu etkiler bir süredir güneş enerjisi dönüşümü ve fotodetektör teknolojisinde alternatif mekanizmalar olarak araştırılmaktadır. Potansiyel olarak, sıcak elektron etkileri fotonların elektriksel güce çevrilmesi için yarı iletken içermeyen bir yol sağlamaktadır. [1][2][3] Burada, X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) kullanarak sıcak elektronun metalyalıtkan- metal yapılar üzerindeki etkilerini araştırmaktayız. XPS geçmiş yıllarda yarı iletken malzemelerde ve nanokompozit yüzeylerde optoelektronik etkileri araştırmak için kullanılmıştır.[4][5][6] Buna benzer bir yöntem ile, metal-yalıtkanmetal yapılardaki plazmonik ve sıcak elektron etkileri karakterize edilmektedir. Dalga boyu 450 nm, 532 nm ve 650 nm olan lazerler, termal buharlaştırıcı, atomik boyutta katman kaplama ve elektron ışını litografisi kullanılarak elde edilen plazmonik yüzeyleri aydınlatmak için kullanılmıştır. Plazmonik anten (metal nanodiskler ve ızgaralı/şeritli yapılar) olarak davranan metal-yalıtkan-metal yapıların üst tabakasındaki metal, dalgaboyu seçici ya da geniş bant optik soğurma sağlamaktadır. Üst metal tabaka ve yalıtkan ara yüzeydeki plazmonik güçlendirme yapıdaki ışığın soğrulmasını arttırmakta ve metalden daha çok sayıda sıcak elektronun uyarılmasına öncülük etmektedir. Sıcak elektron etkileri üst metal tabakanın bağlanma enerjisindeki kaymaların karanlık ve aydınlık ortamlardaki karşılaştırılması ile karakterize edilmiştir. XPS spektrumu üst metal tabaka ve yalıtkan ara yüzeydeki plazmonik ve sıcak elektron etkileri hakkında önemli bilgiler sağlamaktadır. XPS spektrumunun, plazmonik uyarılma dalga boyu, ışık yoğunluğu, polarizasyon, yalıtkan kalınlığı ve nanoyapı geometrisi ile olan ilişkisi sistematik bir şekilde sunulmuştur. Simetrik ve asimetrik tünel bariyerlerinde alttaş ve yalıtkan olarak farklı malzemeler kullanılmasının etkileri de ayrıca çalışılmıştır.
Özet (Çeviri)
Hot-electron effects in plasmonic structures have been recently investigated as potential alternative mechanisms for solar energy harvesting and photodetection. [1][2][3] Hot-electron effects provide a semiconductor free route for the conversion of photons into electrical power. Here we investigate plasmonic hot electron effects in Metal-Insulator-Metal (MIM) structures using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). XPS has been previously used to investigate optoelectronic effects in semiconductors and nanocomposite surfaces. [4][5][6] Here, a similar approach is used to characterize the plasmonic and hot electron effects in MIM Junctions. Monochromatic Laser excitation with 450, 532 and 650 nm wavelengths are employed to illuminate the plasmonic surfaces fabricated using thermal evaporation, atomic layer deposition and electron beam lithography. The top metal of the MIM structures act as the plasmonic antenna (metal nanodiscs and gratings/stripes) that provide wavelength selective or wide band optical absorption. Plasmonic enhancement at the interface between the top metal and the insulator enhances the absorption of light in the device and leads to excitation of a larger number of hot electrons from the metal. Hot electron effects are characterized through studying the metal-insulator-metal junction and comparing shifts of binding energy belonging to the top metal islands for dark and illuminated conditions. XPS spectrum provides important information regarding the plasmonic and hot electron effects in the interface between top metal and the dielectric. A systematic study of the dependence of the XPS spectra on excitation wavelength, light intensity, polarization, insulator thickness and nanostructure geometry is presented. Effects of using different metals and insulator materials are also studied in symmetric and asymmetric tunnel junctions.
Benzer Tezler
- Measurements of hot electron spectra from high irradiance laser plasmas
Başlık çevirisi yok
ÖZGÜR CULFA
- Alternatif yöntemler kullanılarak proton değişim membran yakıt hücreleri için yeni membranların geliştirilmesi
Development of new membranes for proton exchange membrane fuel cells by alternative methods
YILSER DEVRİM
- Çanakkale Tuzla (Kestanbol) jeotermal alandaki sıcak su kaynaklarının seraların ısıtılmasında kullanılması üzerine araştırmalar
Başlık çevirisi yok
SABAHADDİN USLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
ZiraatTrakya ÜniversitesiTarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEDİM NEDİM YÜKSEL
- Investigation of structural and functional properties of the betaine transporter BetP from Corynebacterium glutamicum by using infrared spectroscopy
Başlık çevirisi yok
GÜNNUR GÜLER
Doktora
İngilizce
2013
Fizik ve Fizik MühendisliğiJohann-Wolfgang-Goethe-UniversitätPROF. DR. WERNER MANTELE