Geri Dön

Fabrication of silicon nanoporous humidity sensors and their electrical and spectroscopic characterizations

Silisyum nanogözenekli bağıl nem algılayıcı üretimi ve elektriksel ve spektroskopik karakterizasyonu

  1. Tez No: 438686
  2. Yazar: SEDA OĞUZ AYTEKİN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SYEDA RABIA İNCE
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 250

Özet

Bu tez çalışması, nanometre ile mikrometre boyutunda gözenekli silisyum yapının bağıl nem sensörü olarak elektrokimyasal yöntemle üretilmesini ve Raman spektroskopi, görüntü işleme, taramalı elektron mikroskobu, fotolüminesans, atomik güç mikroskobu, akım-gerilim ve kapasitans-gerilim deneysel yöntemleri ile sensör malzemesinde kullanılan gözenekli silisyum malzemenin yapısal ve elektriksel incelenmesini içerir. Üretim aşamalarından biri olan ve gözenekli silisyum yapıyı etkileyen elektrokimyasal anodizasyon parametreleri incelemiştir. Bu parametrelerin gözenekli silisyum malzemeden üretilen bağıl nem sensörünün duyarlılık değerine etkisi incelenmiştir. Nanometre boyutundaki yapı farklı metotlar kullanılarak en uygun gözenek çapını ve dolayısıyla en duyarlı bağıl nem sensörünü belirleyebilmek amacıyla analiz edilmiştir. Bu tez çalışmasında, Raman spektroskopi yöntemi ile SEM, görüntü işleme, fotolüminesans ve AFM gibi diğer yardımcı tekniklere dayanan yeni bir analiz metodu gerçekleştirilmiş, analiz sonuçları verilmiş ve değerlendirmeler yapılmıştır. Bu deneysel yöntem, bu tez çalışmasında üretilen tüm gözenekli silisyum numunelere uygulanmış ve bu yöntemin uygulaması gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma ile Raman spektroskopi ölçümleri kullanılarak sensördeki nanometre boyutunda yapının belirlenmesinin mümkün olduğu gösterilmiştir. Sensörün uzun dönem karalılığının ya da başka bir ifadeyle yapısal bozulmasının ve bağıl nem duyarlılığının belirlenmesinin kapasitans ölçümleri yerine Raman spektrokopi tekniği ile mümkün olduğu ortaya konmuştur. Gözenekli yapının ve malzemedeki gözenek boyutunun değiştirilmesinin yapılabilirliği araştırılmış ve nanometre boyutunda gözenekli yapıya sahip malzemenin yapısını ve boyutunu etkileyen parametreler tanımlanmış ve raporlanmıştır.

Özet (Çeviri)

This thesis is concerned with fabrication of nanometer to micrometer sized porous silicon structures utilized as a relative humidity sensor by electrochemical anodization method, and Raman spectrometry, image processing, SEM, photoluminescence, AFM, current-voltage and capacitance-voltage experimental methods were used to investigate both structural and electrical properties of porous silicon structures formed in sensors. Electrochemical anodization conditions affecting the porous structure have been investigated with regard to the fabrication process steps and its effect on the sensitivity of the relative humidity sensors made from porous silicon material. Nanometer sized structure is analysed by different methods to determine optimized pore diameters for the best sensitive relative humidity sensor; A new analysis method was realised, quantified and reported based on Raman spectroscopy together with the assisting techniques such as SEM, image processing, photoluminescence and AFM in this thesis. This experimental method was then applied to porous silicon samples fabricated in this thesis work and a new application of this experiment was realised. This work shows that using Raman spectroscopy measurements it is possible to determine that the structure contains nanometer-sized porous silicon structures within a sample. It is also possible to state that long-term stability of the sensor in other words its mechanical degradation and relative humidity sensitivity were determined by Raman spectroscopy technique in place of capacitance measuremets. The ability to tailor the porous structure and pore size of the material is investigated, and the parameters effecting the structure and size for a material containing nanometer-sized porous structure are defined and reported.

Benzer Tezler

  1. Enhanced quantum efficiency of photovoltaic solar cell based on nanoporous silicon

    Nanogözenekli silisyum temelli fotovoltaik güneş pilinin iyileştirilmiş kuantum verimliliği

    BELLO HAMZA ABDULLAHI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFatih Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BAYRAM ÜNAL

  2. Anodizasyon koşullarının gözenekli silisyum esaslı hidrojen pili parametrelerine etkisi

    Effect of anodization conditions of porous silicon based hydrogen cell parameters

    EMİNE ESRA AĞCABAY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ÇİĞDEM ORUÇ LUŞ

  3. Atomic layer deposition of III-nitrides and metal oxides; their application in area selective ALD

    III-nitratların ve metal oksitlerin atomik katman kaplamısı; bunların alan seçici ALD'deki uygulamaları

    ALI HAIDER

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Bilim ve Teknolojiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    Assist. Prof. AYKUTLU DANA

    DR. NECMİ BIYIKLI

  4. Particle detection and signal analysis in nanopores

    Nanogözeneklerde parçacık algılama ve sinyal analizi

    DÜRDANE YILMAZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Biyokimyaİstanbul Medeniyet Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALİ DİNLER

    DOÇ. DR. KAAN KEÇECİ

  5. Fabrication of silicon carbide-on-silicon based devices for effective near-field thermal radiation transfer

    Etkin yakın alan ışınım transferi için silisyum üzerine silisyum karbür bazlı cihazların üretimi

    ELİF BEGÜM ELÇİOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HANİFE TUBA OKUTUCU ÖZYURT

    PROF. DR. MUSTAFA PINAR MENGÜÇ