Silisyum nanotel dizileri üzerine büyütülen Ge nanoparçacık katkılı ZnO heteroeklem güneş gözelerinin geliştirilmesi
Development of Ge nanoparticles embedded ZnO heterojunction solar cells grown on silicon nanowire arrays
- Tez No: 430906
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ABDULLAH CEYLAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 69
Özet
Bu çalışmada magnetron sputter tekniği ile düzlemsel ve nanotel geometrideki p tipi Si alttaşlar üzerine büyütülen Ge nanoparçacık katkılı ZnO ince filmlerin yapısal özellikleri araştırıldı. Ge nanoparçacıkların kuantum sınırlama etkisi ile bant yapısındaki değişim ve dikine geometri yardımıyla ışığın daha iyi tuzaklanması mekanizmalarından yararlanarak fotovoltaik verimi yüksek ince film yapılar elde edilmeye çalışıldı. İnce film kaplamalar reaktif ve reaktif olmayan ortamlarda gerçekleştirilerek büyütme koşullarının yapı üzerindeki etkileri incelendi. Reaktif ve reaktif olmayan ortamlarda hazırlanan örnekler, 3 dk süre ile Ge kaplandı ve 600℃ 'de 60s RTA iĢlemi ile tavlanarak Ge nanoparçacıklar elde edildi. Hazırlanan örneklerde ZnO ve Ge ince filmler sırasıyla r.f ve d.c hedefler ile kaplandı. Yapısal karakterizasyonlar X ıĢını Kırınımı (XRD), Raman saçılması, İkincil İyon Kütle Spektroskopisi (SIMS) ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) teknikleri ile gerçekleştirildi. XRD ve Raman analizleri sonucunda reaktif ortamda yapılan kaplamalarda yapıda bulunan Ge'un hem kübik (DC-Ge) hem de tetragonal (ST-12) kristal yapıya sahip olduğu, reaktif olmayan kaplamalarda ise sadece DC-Ge yapısının olduğu bulundu. ST-12 yapısına sahip Ge nanoparçacıkların ZnO ince filmlerin arasına katkılanarak daha kolay olarak elde edilebilmesi, gelecekte geliştirilebilecek yeni nanokompozit ince filmlerin optoelektronik uygulamalara katkı sağlayacağı düşünülmektedir. Nanotel geometrideki alttaşlar üzerine ince film büyütme işlemi hedeflenen şekilde gerçekleştirilemedi. Ara kesit SEM görüntüleri ile ZnO ve Ge tabakaların Si nanoteller arasına girmeden boşluklu yapı oluşturarak büyüdüğü belirlendi.
Özet (Çeviri)
The magnetron sputter technique was applied to investigate the properties of Ge nanoparticles embedded on ZnO thin films, which were grown on p type Si substrate and p type Si nanowires substrate. The change of Ge band gap by the quantum confinement effect and the vertical type geometry of substrate, which are better at light emitting were the mechanisms we applied to obtain highly efficient photovoltaic thin films. These thin films were coated at reactive and non-reactive conditions in order to test the effects of growth conditions on the films. Prepared samples were coated with Ge for 3 minutes and annealed with rapid thermal annealing (RTA) process at 600℃. The ZnO and Ge thin films were coated with r.f and d.c targets. X-Ray Diffraction (XRD), Raman scattering, Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS) and Scanning Electron Microscope (SEM) were used for the structural characterization. The results of XRD and Raman analysis revealed that the coatings performed at reactive conditions were resulted both cubic (DC-Ge) and tetragonal (ST-12) Ge crystals whereas at non-reactive conditions only DC-Ge crystals were formed. A simple way of obtaining Ge nanoparticles with ST-12 geometry by embedded them on ZnO thin films initiates that further developed novel nanocomposites can be promising for the future applications of optoelectronic devices. The growth of thin films on nanowire geometry was failed. The results of SEM spectroscopy showed that ZnO and Ge layers did not get into Si nanowires and thus form holes in the structure.
Benzer Tezler
- A new composite resonator architecture based on coupled vertical NW arrays
Kuplajlanmmış dikey nanotel dizileri tabanlı yeni bir kompozit çınlaç mimarisi
YASİN KILINÇ
Doktora
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURHANETTİN ERDEM ALACA
- Mechanical characterization of silicon nanowires
Silisyum nanotellerin mekanik nitelendirilmesi
EVREN FATİH ARKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. B. ERDEM ALACA
- Silisyum nanoyapı tabanlı gaz sensörü üretimi ve karakterizasyonu
Formation of silicon nanostructure based metal oxide gas sensors
NİLÜFER USLU UZUN
Doktora
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiDicle ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YUSUF SELİM OCAK
- Silicon nanowire-based complex structures: A large-scale atomistic electronic structure and ballistic transport
Si̇li̇syum nanotel tabanlı karmaşık yapılar: Büyük ölçekli̇ atomi̇k elektroni̇k yapı ve bali̇sti̇k taşınım
ÜMİT KELEŞ
Doktora
İngilizce
2014
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEYHUN BULUTAY
- Fabrication and characterization of silicon nanowire resonators
Silisyum nanotel çınlaçların üretimi ve nitelendirilmesi
İZZET YILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. B. ERDEM ALACA