Size controlled germanium nanocrystals in dielectrics: Structural and optical analysis and stress evolution
Dielektriık matrislerde germanium nanokristaller: Yapısal ve optik analiz ve zor evrimi
- Tez No: 472889
- Danışmanlar: PROF. DR. OĞUZ GÜLSEREN, PROF. DR. ATİLLA AYDINLI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 115
Özet
Grup IV yarıietken nanokristaller, yani silisyum ve germanyum, fotovoltaik, bellek uygulamaları, optoelektronik, tıbbi görüntüleme ve ultra hassas tespit cihazlar gibi bir cok alanda ilgi ceken bir konu olmuştur. yarıiletken nanokristallerin ikionemliozelliği vardır: kuantum hapsolma etkisinden dolayı malzemenin boyutları kücüldkue optik ozelliklerinde buyuk değişiklikler oluşur. Bu etki nanokristallerin boyut ve şekillerini ayarlayarak elektronik enerji seviyelerinin kontrol edilebilmesini sağlar. Ikinci ozellik ise azalan boyutla birlikte“uzey/hacim”oraninin artmaş ve buna bağlı olarak yuzeyle alakalı etkilerin rolunun artmaşdır. Yarıiletken nanokristaller superorguler gibi karmaşık nanoyapıların da geliştirilmesini mümkun kılar. Bu tezde silicon nitrur matrisine gömülü germanyum nanokristallerin“uretilmesi ”uzerine bir çalışma yurutulmüştür. Tavlama yontemleri ile germanyum derisiminin nanokristallerin olusumuna etkisi tartişılmıştır. Germanyum derisiminin ve tavlama yonteminin nanokristal oluşumunda onemli rol oynadığı görülmüştur. Sonrasında, germanyum nanokristaller silicon nitrur matriste sentezlenerek kristalleri çevreleyen matrisin etkisi incelenmiştir. Germanyumun stres durumunun nicel analizi fonon hapsolma etkileri göz önünde bulundurularak Raman pikinin kaymasının incelenmesi ile gerçekleştirilmiştir. Yüksek çozünürlüklü gecirimli electron mikroskopu kullanılarak nanokristallerin ortalama boyutu belirlenmiş ve fonon hapsolma modeline uygulanarak analiz edilmiştir. Daha sonra süperörgü orneklerinde tavlama yöntemi, çevreleyen matris ve stress yaratıcı katman degiştirilerek nanokristallerin stress durumu ayarlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Group IV semiconductor nanocrystals, namely silicon and germanium have attracted much interest in the past two decades due to their broad applications in photovoltaic, memory, optoelectronic, medical imaging and photodetection devices. Generally, there are two major features of semiconducor nanocrystals: First, spatial con nement of charge carriers which leads to the signi cant changes in optical and electronic properties of materials as a function of size. This e ect gives the possibility to use the size and shape of the nanocrystals to tune the energy of electronic energy states. Second feature of nanocrystals, is the increased of surface area to volume ratio of the nanocrystal with reducing size. This leads to an enhanced role of the e ects related to surface and interface of the nanocrystal. Furthermore, stress on the nanocrystals can lead modi cation of the band structure as well as in uencing the crystallization of the nanomaterials. Recent works show that measurement and control of the stress can open the way for strain engineering of the electronic band structure, thereby opening the way for new physics and applications. In this thesis, we rst carry out a study on the synthesis of germanium embedded in silicon nitride and oxide matrices. In uence of the annealing method as well as germanium concentration on the formation of nanocrystals is discussed. It was found that Ge concentration and annealing play important roles in the formation of the Ge nanocrystals. With crystallographic data obtained from high resolution transmission electron microscopy, quantitative analysis of stress state of germanium nanocrystals have been done by analyzing Raman peak shift of embedded nanocrystals taking into account the phonon con nement e ect. Finally, using stressors as bu er layers, superlattices of Ge nanosheets were studied to understand the e ects of the stressors on the stress state of Ge nanocrystals. We demonstrate that it is possible to tune the stress on the Ge nanocrystals from compressive to tensile. Finally we showed a three dimensional Ge quantum solid that can be used in optoelectronic applications.
Benzer Tezler
- Yağların ışık kaynaklı oksidasyonunun önlenmesi amacıyla boyut kontrollü oleat@zno kuantum partikül sentezi ve bunların hibrit kaplamaları
Size-controlled oleat@zno quantum particle synthesis and their hybrid coatings for prevention of photooxidation of olive oil
EBRU AL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Gıda Mühendisliğiİstanbul Sabahattin Zaim ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN ARSLAN
- Boyut kontrollü AG nanopartiküllerinin ve AG@GO nanokompozitin papatya (matricaria chamomilla) bitki ekstresi kullanılarak biyojenik sentezi ve antibakteriyel aktivitelerinin araştırılması
Biogenic synthesis of size controlled ag nanoparticles and AG@GA nanocomposites using daisy (matricaria chamomilla) plant extract and investigation of their antibacterial activities
ESRA DOĞRU
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
BiyokimyaErciyes ÜniversitesiAnalitik Kimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İSMAİL ÖÇSOY
- Şekil ve boyut kontrollü titanyum dioksit partiküllerinin üretimi
Synthesis of shape and size controlled titanium dioxide particles
GÜNEŞ ALP YAKABOYLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Bilim ve TeknolojiAnadolu Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENDER SUVACI
- Şekil ve boyut kontrollü çinko oksit tozunun solvotermal yöntemle sentezlenmesi
Shape and size controlled synthesis of zinc oxide powder by solvothermal method
MUSTAFA OZAN ÖZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Seramik MühendisliğiAnadolu ÜniversitesiSeramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ENDER SUVACI
- Cds, Cdo ve Zno yarıiletken nanoyapılarının boyut kontrollü üretimi ve karakterizasyonu
The characterization and the size controlled production of Cds, Cdo and Zno semiconductor nanostructures
NİLGÜN ORHAN
Doktora
Türkçe
2012
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M.CELALETTİN BAYKUL