Systematical cvd growth and characterization of 2d ws2
2b ws2'in cvd yöntemi ile büyütülmesi ve karakterizasyonu
- Tez No: 582239
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NİHAN KOSKU PERKGÖZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Physics and Physics Engineering, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 76
Özet
MoS2, WS2 ve MoSe2 gibi tek tabakalı GMK (geçiş metal dikalkojenitleri), optikte dedektör, elektronikte transistör ve sensör olarak kullanılmasını sağlayan doğrudan bir bant aralığına sahiptir. Bu GMK arasında, atomik kalınlıkta, geniş alanlı WS2, doğrudan bant aralığı, yüksek bant aralığı enerjisi, yüksek foto lüminesans ışıması ve düşük yanıt süresi gibi benzersiz özellikleri nedeniyle büyük ilgi görmektedir. Son birkaç yıldır farklı araştırma grupları tarafından rapor edilen umut verici sonuçlara rağmen, CVD sürecinin temel anlayışına dair genel bir içgörü hala eksiktir ve büyük ölçekli, düşük maliyetli tek katmanlı büyümeyi gerçekleştirme hedefi tam olarak yerine getirilememiştir. Bu çalışmada, sistematik bir şekilde, kimyasal buhar biriktirme (CVD) tekniği ile kontollü olarak, tek katmanlı tungsten disülfür (WS2) büyümesini sunuyoruz. İki boyutlu (2B) WS2 sentezi hakkında, ana taşıyıcı gaza H2 gazı ilave etme, büyüme süresi ve sıcaklığı gibi proses parametrelerinin kapsamlı bir araştırmasıyla iki boyutlu (2B) WS2 sentezi hakkında bilgi edindik. Ayrıca, WO3 ile ilgili radikal buhar yoğunluğunu değiştirerek, tek tabakalı yapıların içindeki tohum oluşumlarının kontrolünü gerçekleştirdik. İndirgeyici reaktif doğası gereği, taşıyıcı gaza H2 gazı eklenmesinin doğrudan WO3 indirgemesine dahil olduğunu doğruladık. Böylece daha etkili sülfürizasyon gereksinimi ve dolayısıyla tek tabakalı oluşum süreci elde edildi. Ek olarak, büyüme konfigürasyonunu geliştirerek ve reaktif radikalleri sınırlayarak, tungsten buharı yoğunluğu artmış bir ortam elde ettik. Böylece, bu yapıları pratik uygulamalarda için kullanmakta hala teknolojik bir zorluk olan, daha büyük tek tabakalı WS2 yongalar ve filmler elde etmeyi başardık. Büyüme işleminin daha da iyileştirilmesi, uygulamalarda tek tabakalı yongaların veya filmlerin cihaz performansını düşürebilecek istenmeyen tohum oluşumlarını ve ilave katmanların oluşumlarını önlemek için büyüme süresinin değiştirilmesi şeklinde sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
TMDC monolayers such as MoS2, WS2, and MoSe2 possess a direct bandgap, which allows them to be utilized as detectors in optics, as transistors and sensors in electronics. Among these TMDCs, atomically thin, large area WS2 has great interest due to its unique properties such as direct bandgap, large bandgap energy, high photoluminescence intensity and low response time. Despite the promising results which have been reported by different research groups for the last few years, still a general insight towards the basic understanding of the CVD process is missing and the aim of realizing large-scale, low- cost monolayer growth is not fully accomplished. In this work, we present a controlled growth of monolayer tungsten disulfide (WS2) via chemical vapor deposition (CVD) technique in a systematic sequence. We have gained knowledge about two-dimensional (2D) WS2 synthesis with a comprehensive investigation of process parameters such as H2 gas inclusion into the main carrier gas, growth duration and temperature. Moreover, by changing the radical vapor density associated with WO3, we realized seed formations control inside the monolayer structures. We confirm that, via its reductive reagent nature, H2 gas inclusion into the carrier gas is directly involved in WO3 reduction. So that requirement of more effective sulfurization consequently monolayer formation process is achieved. In addition, by developing the growth configuration and restricting the reactant radicals, we obtained increased tungsten vapor density ambient. Therefore, we succeed in obtaining larger WS2 monolayer flakes and films, which is still a technological challenge in order to utilize these structures for practical applications. Further optimization of the growth process is presented by modifying the growth duration to avoid the undesired seed formations and additional layers which will conceivably limit the device performance of the monolayer flakes or films when applied.
Benzer Tezler
- Two-dimensional transition metal dichalcogenide (TMDC) alloys and devices
İki boyutlu geçiş metal dikalkogenit (GMDK) alaşımları ve aygıtları
MEHMET BAY
Doktora
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİHAN KOSKU PERKGÖZ
- 2D materials and their hetero bilayer systems for optoelectronic applications
Optoelektronik uygulamalar için 2B malzemeler ve bunların hetero 2-katmanlı systemleri
YAHAYA SHEHU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİHAN KOSKU PERKGÖZ
- Silicon based dielectrics: Growth, characterization, and applications in integrated optics
Silisyum tabanlı dielektrikler: Tümleşik optikte kullanıma yönelik büyütme ve inceleme
FERİDUN AY
Doktora
İngilizce
2005
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATİLLA AYDINLI
- 2B organik-inorganik hibrit perovskit/geçiş metali dikalkojenit heteroyapılı optik soğurma tabakalarının geliştirilmesi
Development of 2D organic-inorganic hybrid perovskite/transition metal dichalcogenide heterostructured optical absorption layers
ALP YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Bilim ve TeknolojiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYDAN YELTİK
- Çelik üzerinde titanyum karbür katmanlarının katodik ark FBB temelli yayındırma yöntemi ile üretilmesi
Production of titanium carbides on steel via diffusion based cathodic arc PVD method
ERKAN KAÇAR
Doktora
Türkçe
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN