Characterization of molecular beam epitaxially grown CDTE layers over gaas by spectroscopic ellipsometry
Moleküler demet epitaksi ile gaas üzerine büyütülen CDTE katmanlarının spektroskopik elipsometri ile karakterizasyonu
- Tez No: 382951
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YUSUF SELAMET
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 112
Özet
infrared detectors consist of two main parts that are optical elements and sensing elements. The sensor component is generally formed by semiconductor materials that can detect Infrared (IR) light which cannot be seen by human eye. Mercury Cadmium Telluride (MCT, HgCdTe) is widely used as a sensor material for this purpose. The adjustable bandgap (0-1.5 eV) which corresponds to energies of IR light can be obtained by changing the composition x of cadmium (Cd) in the ternary alloy Hg1-xCdxTe. HgCdTe has very high quantum efficiency for the detectible IR wavelengths in the atmospheric windows. HgCdTe which has a great importance in defense industry as an IR detecting material should be grown with high crystallinity in order to obtain high resolution images even under bad weather conditions. In addition, HgCdTe must be grown uniformly over a large area in order to have large format and high operability focal plane arrays. The defect density of HgCdTe strongly depends on the lattice mismatch between substrate and HgCdTe. In order to reduce the lattice mismatch which causes dislocations in HgCdTe the best suitable option is to grow Cadmium Telluride (CdTe) buffer layer on a substrate before growing HgCdTe. Studies have been focusing on semiconductors which are Gallium Arsenide (GaAs), Silicon (Si) and Germanium (Ge) as alternative substrates for CdTe growth. In this study, the CdTe films grown on (211) oriented GaAs wafers by molecular beam epitaxy (MBE) were characterized by ex-situ spectroscopic ellipsometry (SE). The properties of CdTe films such as thickness, surface roughness and optical constants were characterized by comparison with the growth conditions. It was also investigated that how these properties vary over the film surface. Characterization results were compared to those obtained by atomic force microscopy (AFM), Nomarski microscopy, Fourier transformation infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction (XRD). The temperature dependencies of the optical properties of the material obtained by SE were also investigated.
Özet (Çeviri)
Kızıl ötesi dedektörler optik kısım ve algılayıcı kısım olmak üzere iki ana bölümden oluşmaktadır. Algılayıcı kısım gözle görülmeyen kızıl ötesi ışınları algılayabilen yarı iletken malzemelerden yapılmaktadır. Algılayıcı malzeme olarak Cıva Kadmiyum Tellür (HgCdTe) kullanımı yaygındır. Kadmiyum (Cd) oranının değişmesi ile kızıl ötesi ışınların enerjisine denk gelen dar bant aralığı (0-1.5 eV) elde edilebilmektedir. HgCdTe atmosferik koşullarda algılanabilen kızılötesi dalga boyu aralıkları için yüksek kuantum etkisine sahip olması sebebiyle tercih edilmektedir. Savunma sanayinde kızıl ötesi algılayıcı olarak büyük öneme sahip olan HgCdTe malzemesinin olumsuz hava koşullarında da yüksek çözünürlüklü görüntü elde edilmesi için iyi kristal kalitede büyütülmesi ve daha iyi verim için geniş alanlı alt taban üzerine homojen olarak iyi kalitede büyütülmesi gerekmektedir. HgCdTe'ün kristal kalitesi alt taban ile örgü uyumsuzluğunun azaltılmasına bağlıdır. Dislokasyonlara sebep olan bu örgü uyumsuzluğunu azaltmak için de en uygun seçenek Kadmiyum Tellür (CdTe) tampon katmanının kullanılmasıdır. CdTe büyütmede alternatif alt katman olarak Galyum Arsenik (GaAs), Silikon (Si) ve Germanyum (Ge) üzerine çalışmalar yoğunluk göstermektedir. Bu çalışmada ise (211) yönelimli GaAs üzerine Moleküler ışın epitaksisi (MBE) ile büyütülen CdTe ince filmleri büyütme sonrası spektroskopik elipsometre (SE) ile karakterize edilmiştir. Elipsometre verisinin analizi için uygun model seçimi yapılmıştır. CdTe filmlerinin kalınlık, yüzey pürüzü ve optik özellikleri gibi parametreler büyütme koşulları ile karşılaştırılarak karakterize edilmiştir. Bu özelliklerin yüzey üzerinde nasıl dağıldığına bakılmıştır. Atomik kuvvet mikroskobu (AFM), Nomarski mikroskobu, Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ve X ışınları kırınımı (XRD) sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Ayrıca malzemelerin SE ile tayin edilen optik özelliklerinin sıcaklık ile bağlılığı incelenmiştir.
Benzer Tezler
- Characterization of defect structure of epitaxial CdtTe films
Epitaksiyel CdtTe filmlerin kusur yapılarının karakterizasyonu
SELİN ÖZDEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YUSUF SELAMET
YRD. DOÇ. DR. ENVER TARHAN
- Molecular beam epitaxy growth and characterization of CdTe heterostructures on GaAs– effect of interface, growth and annealing conditions to crystal quality
CdTe hetero-yapılarının GaAs üzerine moleküler demet epitaksi ile büyütülmesi ve karakterizasyonu – arayüz, büyütme ve tavlama koşullarının kristal kalitesine etkisi
OZAN ARI
Doktora
İngilizce
2017
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN ÖZTÜRK
PROF. DR. SIVALINGAM SIVANANTHAN
- Characterization of lattice mismatch induced dislocations on epitaxial CdTe films
Epitaksiyel CdTe filmlerin örgü uyumsuzluğundan kaynaklanan dislokasyonların karakterizasyonu
ELİF BİLGİLİSOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YUSUF SELAMET
- Characterization of epitaxially grown iii-v nanostructures by electron microscopy
Epi̇taksi̇yel olarak büyütülen iii-v nanoyapilarin elektron mi̇kroskopi̇ i̇le karakteri̇zasyonu
YUSUF EREN SUYOLCU
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnadolu Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BÜLENT ASLAN
PROF. DR. SERVET TURAN
- Düşey kovuklu yüzey ışımalı lazer yapılarının büyütülmesi ve karakterizasyonu
Growth and characterization of vertical cavity surface emitting lasers
BEHÇET ÖZGÜR ALAYDİN
Doktora
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiCumhuriyet ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EBRU ŞENADIM TÜZEMEN