Magnetron sputter grown metal doped vanadium oxide thin films for terahertz bolometers
Terahertz bolometreleri için manyetik saçtırma ile büyütülmüş metal katkılı vanadyum oksit ince filmleri
- Tez No: 511906
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜLNUR AYGÜN ÖZYÜZER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 88
Özet
Terahertz (THz) bölgesindeki çalışmalar ve bunun sonucu olan teknolojik gelişmeler son dönemde artmıştır ve bunun sonucu olarak THz bölgesinin uygulama alanlarının genişlemesine neden olmuştur. Günümüzde terahertz bölgesinin uygulama alanları güvenlikten medikal görüntülemeye, patlayıcı tespitinden, örneklere zarar vermeden yapılabilen testlere ve geniş bant kablosuz iletişime kadar birçok alana yayılmıştır. Terahertz ışıması birçok plastikten, kıyafetlerden geçer, metallerden yansır ve bilinen birçok patlayıcı malzemesinin tespitinde kullanılabilir. Bahsedilen tüm bu avantajları ve uygulama alanlarının çokluğuna rağmen, ucuz, küçük boyutlu ve soğutmasız THz dedektör yapmanın zorluğu sektörün yavaş ilerlemesine neden olmaktadır. Şu anda yaygın olarak THz alanında kullanılan dedektörler, piroelekrik, Schottky bariyer diyotları, alan etkili transistörler, golay hücreleridir ve bunların düşük duyarlılık, bir dizi haline getirme zorluğu, düşük hızda çalışmaları gibi dezavantajları vardır. Bu dedektörler dışında, süperiletken bolometreler yapılmıştır ancak bu hassas bolometrelerin sıvı helyum ile soğutulmaları gerekmektedir. Kızılötesi alanındaki başarısı nedeniyle VOx in, terahertz bölgesi için de gelecek vaat edeceği düşünülmektedir. Bu tezin kapsamında VOx:Au filmler DC manyetik saçtırma ile üretilmiş ve filmin özellikleri THz bölgesinde çalışacak soğutmasız bir detektöre uygun hale getirilmiştir. Çoklu kristal yapıda -%1.7 1/K sıcaklık direnç katsayılı (TCR) ve 0.07 Ωcm özdirenç değerine sahip filmler üretilmiştir. TCR değerini iyileştirmek, gaz oranları veya Au katkılama oranları gibi kaplama parametrelerine bağlıdır. Bu parametreler en iyi TCR değeri elde edilinceye kadar değiştirilmiş ve aynı zamanda yüksek direnç değerlerini kabul edilebilir düzeylere indirerek bolometrenin Johnson gürültüsü düşürülmüştür. Özgün olarak, yüksek özdirenç silikon yongalar üzerine büyütülmüş ve altın katkılandırılmış bu filmler, bolometrenin THz bölgesinde verimli bir şekilde çalışmasını sağlayacaktır. Anten tasarımı CST Microwave Studio ile yapılmış ve resonansı, grubumuzun elinde bulunan kaynağın çalışma frekansına uyacak şekilde 0.6THz'e tepki vermesi için tasarlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Terahertz (THz) studies and hence technological improvements have increased and that caused expansion of application of THz waves. Applications of THz region have been expanded in many areas such as security, medical imaging, detection of explosives, nondestructive tests and wireless communication recently. THz radiation passes through many plastic materials, clothing but it reflects from metals and it is used in the detection of a lot of well known explosive materials. In spite of mentioned advantages and a wide range of application area, constructing a detector which is low cost, compact and uncooled is difficult and this causes the industry to improve slowly. Now, detectors which are widely used in THz region are pyroelectric, Schottky barrier diodes, field effect transistors and they have disadvantages such as low sensitivity, hard to construct an array and low speed. Instead of these detectors, superconducting bolometers are presented but they require liquid helium cooling. It is thought that VOx will be a premium technology for THz region due to its success in the infrared region. In this thesis, VOx:Au thin films were produced by DC magnetron sputtering and properties of these films were optimized for uncooled bolometer that operates at THz region. Polycrystalline VOx:Au thin films which have -1.7 % 1/K temperature coefficient resistance (TCR) and 0.07 Ωcm resistivity values were obtained. Increasing TCR values mostly depend on sputtering parameters such as gas and Au dope rates. These parameters were changed until the best TCR value was achieved and with Au doping, high resistance values of the films decreased to acceptable levels hence it decreased Johnson noise of the bolometer. Originally, these thin films which were sputtered on high resistivity silicon wafers and doped with Au, provided the bolometer to operate in THz region efficiently. The antenna design on the device was made by CST Microwave Studio, the antenna resonance was arranged to 0.6 THz which is related to our THz source operating frequency.
Benzer Tezler
- The effect of metal doping on TiO2 for photocatalytic applications
Fotokatalitik uygulamalarda metal katkılamanın TiO2 üzerindeki etkisi
YEŞİM ALDURAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Biyoteknolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LÜTFİ ÖZYÜZER
PROF. DR. ORHAN ÖZTÜRK
- Magnetron sıçratma yöntemiyle farklı zirkonyum katkılama oranlarıyla hazırlanan tungsten oksit ince filmlerinin karakterizasyonu ve elektrokromik özelliklerinin incelenmesi
Characterization and investigation of electrochromic properties of zirconium doped tungsten oxide thin films coated by magnetron sputtering method
CEREN GİRAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
KimyaMarmara ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EFE BATURHAN ORMAN
PROF. DR. ALİ RIZA ÖZKAYA
- RF sıçratma ile oluşturulmuş Ba0,5Sr0,5TiO3 ince filmlerin memristif özelliklerinin incelenmesi
Investigation of memristive behavior of Ba0,5Sr0,5TiO3 thin films prepared by RF sputter
ÖZLEM AKIN
Doktora
Türkçe
2023
Mühendislik BilimleriAtatürk ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN EFEOĞLU
- Magnetron saçtırma tekniği ile büyütülen MoS2 ince filmlerin optik karakterizasyonu
Optical characterisation od MoS2 thin films grown by magnetron sputter
HÜRGÜL CENGİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EDA GOLDENBERG
- Saçtırma yöntemiyle elde edilen Co/n-GaP schottky diyotların tavlama ve numune sıcaklığına bağlı elektriksel karakterizasyonu
Electrical characterization of Co/n-GaP schottky diodes obtained by sputtering method depending on the annealing and sample temperature
İKRAM ORAK
Doktora
Türkçe
2013
Fizik ve Fizik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULMECİT TURUT
DOÇ. DR. NEZİR YILDIRIM