Multi-scale self-assembly of silicon quantum dots into an anisotropic three-dimensional random network
Çoklu ölçekte kendiliğinden oluşan üç boyutlu eşyösüz rastgele silisyum kuvantum nokta ağı
- Tez No: 384951
- Danışmanlar: PROF. DR. RAŞİT TURAN, DOÇ. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 191
Özet
Nano ölçekteki malzemeleri ve süreçleri makro dünya ile etkili bir biçimde bağlayabilmek hususundaki zorluk büyük ihtimalle nanoteknolojinin devrimsel etkisini sınırlayan en önemli problemdir. Malzeme özellikleri ve topolojisi birbirleri ile karmaşık bir ilişkide olup, atomik, mikro ve makro ölçek gereklilikleri genellikle aynı anda sağlanamamaktadır. Bu tez atomik ölçekten mikro ölçeğe kendini oluşturan ve nano ölçek özelliklerini bozmadan makro dünya ile iletişim kurabilen gelişmiş bir nanoyapı sunmaktadır. Üç boyutlu eşyönsüz rastgele silisyum kuvantum nokta ağı atomik ölçekte büyük oranda eşyönlü olup mikro ölçeğe doğru büyürken eşyönsüz hale gelmektedir. Bu çalışma ile bu yapılarda kuvantum hapsolma olgusunun geçerli olduğunu ve elektrik akımının ağ içerisinden verimsiz tünelleme mekanizmasına gerek duymadan aktığını gösterdik. Önceki atomik ölçeğe ait olan ve sonraki mikro ölçekte kendini gösteren bu iki özellik bu tezden önce aynı anda var olamaz olarak bilinirdi. Bu yapı silisyum-zengin silisyum oksit ince filmden kendiliğinden oluşmuştur. Mikro ölçekte kendiliğinden oluşma magnetron saçtırıcı tarafından sunulan dengede olmayan koşullarda kinetik olarak güdülmüş olup, yüzeyde oluşturulan sıcaklık farkı tarafından yüzey difüzyonunun kontrol edilmesi esasına dayanmaktadır. Atomik ölçekte kendiliğinden oluşma ise hızlı, rastgele çökertme süreci tarafından sağlanan bölgesel dengede olmayan koşullarda kimyasal olarak güdülmüş olup göreceli kararsız oksitlerin karalı hale getirilerek faz ayrışmasının önlemesi esasına dayanmaktadır. Bu tezde üretim yöntemimizin kendi özünde modüler, malzemeden ve başlangıç koşullarından bağımsız olduğunu gösterdik. Şöyle ki; dengede ve doğrusal olmayan koşullar altında kendiliğinden oluşma, ince film büyümesi hususundaki detayları etkileyen birçok faktörün önüne geçerek deneysel koşullarda gerçekleştirilebilecek birkaç basit 'kural' yardımı ile sonuç morfolojisini etkileyebilir.
Özet (Çeviri)
The most important problem limiting the impact of nanotechnology is probably the difficulty in effectively linking nanoscale materials and processes to the macroscopic world. Topology and material properties are intricately coupled and conditions that pertain to atomic, microscopic and macroscopic scales are often seemingly mutually exclusive. This thesis introduces a state-of-the-art nanostructure that hierarchically builds itself from the atomic to the microscopic scales, which can connect to the macroscopic world without detracting from its nanoscale properties. The three-dimensional anisotropic random network of silicon quantum dots is largely isotropic in the atomic scale but it grows to become anisotropic in the microscopic scale. We show that quantum confinement is preserved and the current flows through the network without relying on inefficient tunnelling currents. Former pertains to the atomic scale and latter manifesting at the microscale; these two scale-dependent features were thought to be mutually exclusive prior to this thesis. The structure is self-assembled from a silicon-rich silicon oxide thin film. Microscale self-assembly is kinetically driven under nonequilibrium conditions established by magnetron sputter deposition and relies on control of surface diffusion through a surface temperature gradient. Atomic scale self-assembly is chemically driven under local nonequilibrium conditions provided by fast stochastic deposition and relies on control of phase separation by stabilizing nominally unstable suboxides. We show that our fabrication methodology is inherently modular, material-independent, and is not affected substantially by the initial conditions, as self-assembly under nonequilibrium conditions and nonlinear dynamics sweeps aside a large number of factors that influence the details of thin-film growth, but provides simple a couple of“rules”with clearly identifiable corresponding experimental conditions to determine the final morphology.
Benzer Tezler
- Multi-scale study of the dynamics of self-organizing molecular systems
Kendi kendine örgütlenen moleküler sistemlerin dinamiğinin çok-ölçekli incelenmesi
GÖKHAN KAÇAR
- Molecular recognition based self assembly of engineered proteins on nanoscaled gold surfaces
Nano-ölcek metal yüzeylerde moleküler tanıma esaslı kendiliğinden montaj olabilen protein tasarımı
BANU TAKTAK KARACA
Doktora
İngilizce
2015
Biyokimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CANDAN TAMERLER
YRD. DOÇ. DR. BÜLENT BALTA
- Langmuir Blodgett assembly of peptide functionalized nanoparticles onto silicatebased surfaces and their characterization
Peptit ile fonksiyonlandırılmış nanoparçacıkların Langmuir Blodgett yöntemi ile silika tabanlı yüzey üzerine kaplanması ve karakterizasyonu
NUR MUSTAFAOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Biyolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÜRGEN
- Self-assembled peptide template directed synthesis of one-dimensional inorganic nanostructures and their applications
Kendiliğinden düzenlenen peptit kalıplar yardımıyla inorganik tek-boyutlu nanoyapıların sentezi ve uygulama alanları
HANDAN ACAR
Doktora
İngilizce
2012
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZGÜR GÜLER
- X, Y ve Z kuşağı çalışanlarının lider prototipleri ve anti-prototipleri: İhracat işletmeleri çalışanlarına yönelik Ankara ilinde bir araştırma
Leader prototypes and anti-prototypes of generation X, Y, and Z employees: A research for exporting company employees in Ankara province
NUSRET SOĞANCILAR
Doktora
Türkçe
2023
İşletmeGazi ÜniversitesiUluslararası Ticaret Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLER SAĞLAM ARI