Geri Dön

Formation of Ge nanocrystals with cw laser irradiation of SiOx:Ge thin films

SiOx:Ge ince filmlerde sürekli dalga lazeri ışınlaması ile germanyum nanokristal oluşumu

  1. Tez No: 377425
  2. Yazar: MELİKE GÜMÜŞ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ATİLLA AYDINLI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 76

Özet

Germanyum ve silisyum elektromanyetik spektrumun görünür ve yakın kızılötesi bölgesinde etkili soğuruculuğa sahip malzemelerdir bu nedenle optoelektronik aygıt ve güneş pili uygulamalarında tercih edilirler. Düşük maliyet, yaygun kullanım ve kararlı yapısından dolayı güneş pili uygulamalarında Si ve Ge materyalleri tercih edilmektedir. İndirekt bant aralığına sahiptirler ve indirekt bant aralıklı malzemelerin soğurma verimlilikleri direkt olanlardan daha azdır. Nanometric boyutlara azalan malzemelerin, indirekt bant aralığından, direkt bant aralığına, bant aralığı artacak şekilde geçişi sağladıkları bilinmektedir. Bu nedenle malzeme boyutlarının düşürülmesi ile, hem bant aralağında maviye doğru kaymasına hem de emilim özelliğindeki artışa ulaşılabilir. Bu çalışmada, SiOx:Ge ince filmleri farklı germanyum konsantrasyonlarında üretilmiş ve 488 nm'de Ar+ sürekli dalga lazeri ile tavlanması, SiOx matriksinin içerisinde Ge nanokristal oluşumu ile sonuçlanmıştır. Örneklerin kompozisyon analizi Rutherford Geri Saçılma Spektroskopisi, optik özelliklerinin belirlenmesi elipsometri ile yapılmıştır. Tavlanmış örneklerdeki kristal oluşumu Raman spektroskopisi ile doğrulanmıştır. Yüzey yapısı, iğneli yüzey profilometresi ile taranarak kristal yapılanması hakkında ayrıca bilgi toplanmıştır. Tüm analizlerin sonucunda, nanokristal oluşumunun SiOx matrisinin içindeki germanyum konsantrasyonuna ve tavlama güç yoğunluklarına bağlı olduğu gösterilmiştir.

Özet (Çeviri)

Germanium and silicon are the materials which have effective absorption in the visible and near infrared region of electromagnetic spectrum; therefore they are preferred for optoelectronic device and solar cell applications. Si and Ge are the material of choice when it comes to solar cell applications due to their being low cost, widely available and inert. They have indirect bandgap and the absorption coefficient of indirect bandgap materials is lower than direct ones. It is known that decreasing dimensions of materials to nanometric sizes cause transition from indirect bandgap to direct bandgap behavior along with increasing band gap. Therefore decreasing their dimensions both a shift of the band gap toward the blue as well as an increase in absorption can be achieved. In this work, thin films of SiOx:Ge were fabricated with different germanium concentrations and annealed with CW Ar+ laser operating at 488 nm that resulted in formation of Ge nanocrystals in the SiOx matrix. Composition analysis of as grown samples were done by Rutherford Backscattering Spectroscopy, optical properties were determined by ellipsometry. Nanocrystal formation within laser irradiated samples was confirmed by Raman spectroscopy. Data were also collected about crystal formation by scanning surface texture with stylus surface profilometer. As a result of all the analysis, it was shown that crystal formation depends on germanium concentration in the SiOx matrix and laser irradiation power density.

Benzer Tezler

  1. Size controlled germanium nanocrystals in dielectrics: Structural and optical analysis and stress evolution

    Dielektriık matrislerde germanium nanokristaller: Yapısal ve optik analiz ve zor evrimi

    RAHIM BAHARIQUSHCHI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OĞUZ GÜLSEREN

    PROF. DR. ATİLLA AYDINLI

  2. Formation of semiconductor nanocrystals in SiO2 by ion implantation

    SiO2 içinde yarıiletken nanokristallerin iyon ekme tekniği ile oluşturulması

    UĞUR SERİNCAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2004

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. RAŞİT TURAN

  3. Spectroscopic characterization of semiconductor nanocrystals

    Yarı iletken nanokristallerin spektroskopik yöntemlerle karakterizasyonu

    SELÇUK YERCİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2007

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. RAŞİT TURAN

  4. Crystallization of amorphous Ge thin films by nanosecond pulsed infrared laser

    Amorf Ge ince filmlerin nanosaniye atımlı kızılötesi lazer ile kristalizasyonu

    CEREN KORKUT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALPAN BEK

    DR. ÖĞR. ÜYESİ KAMİL ÇINAR

  5. Ge nanokristallerin SiNx ve SiOx matris içerisindeki optik ve yapısal özelliklerinin incelenmesi

    The investigation of optical and structural properties of ge nanocrystal in SiNx and SiOx matrix

    MEHMET SERKAN TOKAY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    Fizik ve Fizik MühendisliğiKırıkkale Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. SEDAT AĞAN