Femtosaniye lazer ablasyonu ile ince filmler üzerinde nano-yapılandırma ve karakterizasyon
Generation of nano-structures on thin films through femtosecond laser ablation and characterization
- Tez No: 363847
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SELÇUK AKTÜRK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 148
Özet
Bu tez çalışması kapsamında farklı lazer dalgaboyları ve taban açılı aksikonlar kullanılarak metal ince filmler üzerinde fs-lazer Bessel hüzmeleri ile nanometre mertebesinde karma¸sık yapılar üretilmiştir. Metal ince filmler üzerinde yapılan optik karakterizasyon (geçirgenlik, yansıma vs. spektrumu ölçümü) yapılarak periyodik yapıların yüzey plazmon modlarını desteklediği gösterilmiştir. Yapılan teorik hesaplamalar, simülasyonlar ve deneyler birbirini doğrulamaktadır. Ayrıca, üretilen yapıların plazmonik tabanlı sensör olarak kullanılabilmesi için gerekli testler yapılmıştır. Grafen tabanlı elektronik uygulamaları genellikle Grafenin yapılandırılmasını gerekmektedir. Grafen optik dalgaboylarında yüksek geçirgenliğe sahip olduğundan lazer ablasyonu esnasında alttaş zarar görebilmektedir. Yapılan optimizasyon deneyleri ile Grafen nano-yapılandırılırken altta¸sın neredeyse hiç zarar görmediği SEM, Raman ve sayısal yöntemlerle incelenmiştir. Geliştirilen sayısal yöntemlerle fabrikasyon kalitesi hesaplanarak lazer atım enerjisi ile ilişkilendirilmiştir.Yapılan çalışmalarda % 75 kalite ile grafen üzerinde nm mertebesinde yapıların üretilebileceği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this work, we exploit the advantageous of non-diffracting Bessel beams to generate nanometer size structures on metal thin films and graphene. We present a detailed study of Bessel beam ablation behavior, using different laser wavelengths and axicon angles. Optical characterization (transmission, reflection) of fabricated structures in the spectral range of 400 nm- 1100 nm shows plasmonic effects. Experimental results are supported by theoretical, numerical and simulations. Near field profiles of fabricated structures clearly show the plasmonic effect. Moreover, shift of the plasmonic resonance is calculated as a function of surrounding medium to investigate the potential of the fabricated structures for sensing. In our experiments we use relatively thin metal films to obtain high signal to noise ratio in transmission. For sensing applications, the relative change in intensity close to the SPR is used for detection. Therefore, this scheme could be effective for plasmonic sensor applications where the low signal-to-noise detection is required. The influence of pulse energy on laser ablation quality and size is experimentally studied on graphene sample. Histogram analysis of fabricated structures gives possibility of quantifying fabrication quality. Graphene based optoelectronic applications require structuring of graphene without any damage to substrate. %75 ablation accuracy is achieved by adjusting beam fluence while keeping the substrate totally intact. Graphene ablation and substrate damage situation are verified through SEM, Raman and numerical methods.
Benzer Tezler
- Bulk malzemelerin ve ince filmlerin lazer ablasyon eşik enerji yoğunluklarının d-scan yöntemi ile belirlenmesi
Determining ablation threshold fluences of bulk and thin film materials using d-scan method
SERCAN BAYIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAMDİ ŞÜKÜR KILIÇ
- Plazmonik ve opto-akışkan platformların teorik, hesaplamalı ve deneysel yöntemlerle incelenmesi
Theoretical, computational and experimental studies on plasmonic and optofluidic platforms
YAĞIZ MOROVA
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELÇUK AKTÜRK
- Comparison of cleaning performances of nanosecond and femtosecond lasers on historical papers
Nanosaniye ve femtosaniye lazerlerin tarihi kağıtlar üzerindeki temizleme performanslarının karşılaştırılması
CANAN YAĞMUR BOYNUKARA
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNAY BAŞAR
YRD. DOÇ. DR. MEHMET FEVZİ UĞURYOL
- Şekillendirilmiş lazer hüzmelerinin yüksek saçılmalı ortamla etkileşimleri
Interactions of shaped laser beams with highly scattering media
TANSU ERSOY
Doktora
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELÇUK AKTÜRK
- Galyum nitrür nanoyapıların lazer ablasyonu yöntemiyle üretimi, yapısal ve optik karakterizasyonu
Synthesis of gallium nitride nanostructures through laser ablation technique, structurel and optical characterization
ABDÜLMELİK DEMİREL
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTurgut Özal ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM YILMAZ