Optoelectronic and thermal properties of metallic transition metal dichalcogenides
Geçiş metal dikalkojenitlerinin optoelektronik ve termal özellikleri
- Tez No: 651830
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ TALİP SERKAN KASIRGA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 128
Özet
Tek katmanlı grafenin bulk muadilinden başarılı bir şekilde izolasyonunda sonra, iki boyutlu malzemeler alanında büyük bir ilerleme oldu. Geçiş metal kalkojenleri (GMK) bir geçiş metal atomun iki kalkojen atomu arasına sıkıltırılmasını içeren iki boyutlu malzemelerin ailesidir. Yarı iletken GMK'ların ışığa tepkileri literatürde kapsamlı bir şekilde incelendi. Ancak, metalik GMK'ların ışığa tepkilerine daha önceden görülmedi ve dolayısıyla geçerli olan işleyiş şeklini keşfedecek çalışmalar olmadı. Bulgularımız arasında, metalik GMK'lar aracılığı ile fotoakım üretmenin mümkün olduğunu ve bir foto-termal kökene sahip olduğunu keşfettik. Taramalı foto-akım mikroskobunu numunelerin hem sıfır önakım hem de ön akımsız kullanarak, uzamsal fotoakım haritalarını elde edebildik. Uygulanan sıfır önakımında, foto akım üretimi metal-metal bağlantısında yer alır ve Seebeck etkisi ile yönetilir. Uygulanan ölçülebilir ön akımda, fotobolometrik etkiden dolayı, tüm kristalden gelen foto akım gözlemlendi. Foto-bolometrik etki malzemenin foto-termal indüklenen direnç değişimine dayandığından, metallic GMK'ların termal iletimlerini bolometrik etki aracılığı ile elde etmek için çalışmamızı genişlettik. Kristalin alttaş ile teması, bir ısı havuzu gibi davrandığından, herhangi bir ısı havuzudan termal olarak izolasyon sağlamak için bir delik üzerine bırakılan kristalleri kullandık. Lazerin kaynaklandığı ısıma ile oluşan direnç değişimi kristalin merkezinden deneysel olarak ölçülmüştür. Piyasada satılan sonlu eleman metodu paketi ( COMSOL) aracılığı ile, Termal iletkenliğin (K) uyma paramatresi olarak kullanıldığı ölçüm değişimleri ve beklenen direnç değişimi eşleşmektedir. Bu şekilde, metallik GMK'ların termal iletkenliği yüksek kesinlik ve doğruluk ile hesaplandı.
Özet (Çeviri)
After the successful isolation of graphene from its bulky counterpart, there has been tremendous advancement in the fi eld of 2D material. Transition metal dichalcogenides(TMDCs) is family of 2D materials comprising of a transition metal atom sandwiched between two chalcogen atoms. Photoresponse of semiconducting TMDCs has been studied extensively in literature. However, photoresponse from metallic TMDCs is unprecedented and hence has not been studied to explore which mechanism might prevail. Among our fi ndings, we discovered that photocurrent generation through metallic TMDCs is possible and has a photo-thermal origin. Using scanning photo-current microscopy, we were able to obtain spatial photocurrent maps for both, zero biased and biased samples. At zero applied bias, the photocurrent generation is localized to metal-metal junction and governed by Seebeck effect. At fi nite applied bias, photocurrent from the whole crystal is observed and is due to photobolometric effect. As Photo-bolometric effect relies on photo-thermally induced resistance change of the material, we extended our study to extract thermal conductivity of metallic TMDCs via bolometric effect. As contact of crystal with substrate act as a heat sink, we used suspended crystals over a hole to thermally isolate it from any heat sink. Resistance change via laser induced heating is experimentally measured at the center of the suspended part of crystal. Measured resistance change is matched with expected resistance change which is calculated using thermal conductivity(k) as a fitting parameter via commercially available fi nite element method package(COMSOL). This way, thermal conductivity of the metallic TMDCs is calculated with very high accuracy and precision.
Benzer Tezler
- Katodik ark plazma işlemi ile CrSi2 yarıiletken filmlerin üretimi
CrSi2 semiconductor film production via cathodic arc plasma deposition
BERİL KOZÇAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÜRGEN
- Püskürtmeli kurutma ve termal bozunma prosesleri ile ZnO esaslı partiküllerin ve kompozit yapıların sentezlenmesi ve karakterizasyonu
Characterization and synthesis of ZnO based particles and composite structures via spray drying and thermal decomposition processes
ŞEYMA DUMAN
Doktora
İngilizce
2016
Seramik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURAK ÖZKAL
- Ni/ZnO nanokompozit partiküllerinin ultrasonik sprey piroliz tekniğiyle üretimi
Production of Ni/ZnO nanocomposite particles via ultrasonic spray pyrolysis (USP) method
İLAYDA KOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- Copper nanowire network based transparent thin film heaters
Bakır nanotel ağlar esaslı şeffaf ince film ısıtıcılar
DOĞANCAN TİGAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
YRD. DOÇ. DR. MUHSİNE BİLGE İMER
- 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