Performance enhancement of graphene based optoelectronic devices
Grafen tabanlı optoelektronik aygıtlarda performans artırılması
- Tez No: 434221
- Danışmanlar: PROF. EKMEL ÖZBAY, YRD. DOÇ. HÜMEYRA ÇAĞLAYAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 69
Özet
İki boyutlu bir malzeme olan grafen, elektrostatik olarak ayarlanabilir optik yanıtı sayesinde ayarlanabilir optoelektronik cihazlar için güçlü bir adaydır. Bugüne kadar kullanılan ve alttaşın arka yüzeyinden uygulanan kapı voltajı –çok yüksek voltajlar uygulanmadığı halde- grafen üzerinde güçlü elektromanyetik alanlar oluşturma açısından zayıf bir yöntemdir. Bu soruna bir çözüm olarak, iyonlu sıvı yöntemi alttaşın ön yüzeyinden uygulanan kapı voltajı sayesinde alttaş kayıpları olmadan grafen üzerinde güçlü elektromanyetik alanlar oluşturmaktadır. Öte yandan, iki boyutlu doğası gereği grafen, ışık ile sınırlı bir etkileşime sahiptir. Bu sınırlı etkileşim grafenin optoelektronik uygulamaları konusundaki verimini sınırlamaktadır. V-şeklindeki plazmonik nanoantenler, yakınlarındaki elektrik alanı hapsettikleri ve görece şiddetini artırdıkları için grafen-ışık etkileşimini artırmakta kullanılabilirler. Bu nanoantenler ve grafenin ayarlanabilir yapısı birleştirilip, dalgaboyu yanıtı aktif olarak değiştirilebilir cihazlar yapmak mümkündür. Bu tezde ilk olarak, Si- SiO2 alttaş üzerine yerleştirilen V-şeklindeki plazmonik antenlerin yansıma özelliklerini inceledik. Bu sayede nanoantenlerin rezonans dalgaboylarının yakınında yansıma artışı gözlemledik. Daha sonra nanoantenler ile grafeni birleştirip, geçirgenlik ölçümü yapılabilecek geometride bir cihaz tasarladık. Bu cihazı oluşturduk ve iyonlu sıvı yöntemi ile kapı voltajı uyguladık. Bu cihaza 3.8 Volt kapı voltajı uygulayarak cihazın orta-kızılötesi optik geçirgenlik rezonans dalgaboyunda 389 nm'lik bir kayma oluşurduk.
Özet (Çeviri)
Graphene is a strong candidate for active optoelectronic devices because of its electrostatically tunable optical response. Current substrate back-gating methods are unable to sustain high fields through graphene unless a high gate voltage is applied. In order to solve this problem, ionic liquid gating is used which allows substrate front side gating, thus eliminating major loss factors such as a dielectric layer and a thick substrate layer. On the other hand, due to its two dimensional nature, graphene interacts weakly with light and this interaction limits its efficiency in optoelectronic devices. However, V-shaped plasmonic antennas can be used to enhance the incident electric field intensity and confine the electric field near graphene thus allowing further interaction with graphene. Combining V-shaped nanoantennas with the tunable response of graphene, the operation wavelength of the devices that employ V-shaped antennas can be tuned in situ. We demonstrate a reflection enhancement by utilising different V-shaped nanoantenna geometries on a Si-SiO2 substrate. After studying the response of these nanoantennas, we demonstrate a graphene-based device with ionic liquid gating and V-shaped plasmonic antennas to both enhance and more effectively tune the total optical response. We are able to tune the transmission response of the device for up to 389 nm by changing the gate voltage by 3.8 Volts in the mid-infrared regime.
Benzer Tezler
- Electronic and optoelectronic devices based on 2d materials
İki boyutlu malzemeler tabanlı elektronik ve optoelektronik aygıtlar
HÜSEYİN ŞAR
Doktora
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FERİDUN AY
- Performance enhancement of graphene/silicon based near-infrared Schottky photodiodes
Grafen/silikon bazlı yakın-kızılötesi Schottky fotodiyotunun performans geliştirmesi
MEHMET FİDAN
Doktora
İngilizce
2022
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEM ÇELEBİ
- Sustainable manufacturing of graphene-reinforced polypropylene composites by tailoring compound properties and process techniques
Grafen takviyeli polipropilen kompozitlerin polimer işleme süreçlerine ve tekniklerine uygun olarak sürdürülebilir üretimi
GÜLAYŞE ŞAHİN DÜNDAR
Doktora
İngilizce
2023
Polimer Bilim ve TeknolojisiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURCU SANER OKAN
- Design and improvement of hybrid metal-graphene microstrip antenna for indoor applications
İç mekan uygulamaları için hibrit metal-grafen mikroşerit anten tasarımı ve iyileştirilmesi
ALI KAREEM NAJM AL-ASADI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAltınbaş ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZ KARAN
- Micro/nano-engineered techniques for enhanced pool boiling heat transfer
Havuz kaynaklı ısı transferi için mikro / nano mühendisli teknikleri
ABDOLALİ KHALILI SADAGHIANI
Doktora
İngilizce
2019
Kimya MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KOŞAR