İki boyutlu GaSe katkılı PVP ince film tabanlı fotodedektörlerin üretilmesi ve incelenmesi
Fabrication and investigation of photodetectors based on two-dimensional GaSe doped PVP thin film
- Tez No: 693595
- Danışmanlar: DOÇ. DR. UMUT AYDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 89
Özet
Bu tez çalışmasında, PVP+%GaSe solüsyonundan üretilmiş ince filmlerin optik ve elektriksel karakteristikleri belirlenerek iki boyutlu yarıiletken kullanımının Schottky fotodiyot ve alan etkili transistör üzerine etkileri incelenmiştir. Son yıllarda araştırmacıların grafen benzeri malzemelere yönelmesi, iki boyutlu yarı iletkenlerin elektronik veya optik aygıt üretiminde kullanımının hız kazanmasına sebep olmuştur. Tez çalışması kapsamında iki boyutlu yarıiletkenlerden biri olan GaSe belirli yüzde konsantrasyonlarında katkılanarak PVP polimer maddesi ile katkılanmıştır. Katkılanan PVP+GaSe çözeltisi dönel kaplama tekniği ile Si alttaş üzerine ince filmler kaplanmıştır. Hazırlanan ince filmlerin yüzey morfolojisinin görüntüsü taramalı elektron mikroskobuyla (SEM), kalınlık tayini ve kırılma indisi parametreleri Elipsometre yöntemiyle, yapısal karakteristiği X ışını kırınımı (XRD) yöntemiyle, optik karakteristikleri ise Raman ve Fotolüminesans spektroskopileriyle analiz edilmiştir. Ardından mikroelektronik aygıt fabrikasyon aşamalarına geçilerek Schottky diyot ve transistör aygıtları uygun maske ve fabrikasyon teknikleriyle elde edilmiştir. Numunelerin elektriksel karakteristiklerinin belirlenmesinde karanlık ortamda akım-gerilim (I-V) ve farklı ışık şiddetleri altında kısa devre akımı-zaman (I-t) ölçümleri analiz edilmiştir. Karanlık ortamda alınan akım-gerilim ölçümlerinin grafiklerinden önemli diyot parametreleri hesaplanmıştır. Aydınlık ortamda değişen ışık şiddetine bağlı olarak kısa devre akımı-zaman (I-t) ölçümleri yapılmıştır. I-t grafiğinden fotocevap, dış kuantum verimi ve alıcılık gibi parametreler hesaplanmıştır. Deneysel sonuçlara göre, en yüksek GaSe konsantrasyonuna sahip PVP+%5 GaSe ince filme sahip aygıtların en iyi Schottky diyot performansı, en iyi fotocevap, en yüksek dış kuantum verimi ve en yüksek doğrultma oranı değerlerine sahip olduğu gözlenmiştir. Benzer şekilde yapılan transistör denemelerinden elde edilen akım -gerilim karakteristiğine bakıldığında PVP+%5 GaSe ince filme sahip transistörlerin en iyi performansa sahip olduğu gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, two dimensional GaSe flakes, one of the two-dimensional semiconductors, was doped into PVP polymer material by doping various percentage concentrations. Thin films of doped PVP+GaSe solution were coated on Si substrate by spin - coating technique. The surface morphologies of the prepared thin films were analyzed by scanning electron microscopy (SEM), thickness determination and refractive index parameters were analyzed by Ellipsometry method, structural characteristics were analyzed by X-ray diffraction (XRD) method, and optical characteristics were analyzed by Raman and Photoluminescence spectroscopy. Then, Schottky photodetectors and field effect transistors were produced with appropriate mask and fabrication techniques. In order to determine the electrical characteristics of the devices, current-voltage (I-V) and short-circuit current-time (I-t) measurements under different illumination intensities were analyzed. Important device parameters were calculated from the graphs of current-voltage measurements. Illumination dependent short-circuit current-time (I-t) measurements were also analyzed to understand photodetector performance. Parameters such as photoresponse, external quantum efficiency and detectivity were calculated from the I-t plot. According to the experimental results, it was observed that the device with PVP+5% GaSe thin film had the best photodedector performance, the best photoresponse, the highest external quantum efficiency and the highest rectification ratio values. Considering the current-voltage characteristics obtained from similar transistor experiments, it was observed that transistors with PVP+5% GaSe thin film had the best performance. This research will pave the way for novel device designs and electronic applications for new nanocomposites decorated with different 2D materials.
Benzer Tezler
- Identification of single-layer crystalline structures through their electronic and optical properties
Tek katmanlı kristal yapıların elektronik ve optik özellikleri aracılığıyla saptanması
YİĞİT SÖZEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFotonik Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN ŞAHİN
PROF. DR. SİNAN BALCI
- Steady state and transient simulations in 2D and 3d for crystal growth by vertical Bridgman systems
Dikey Bridgman sisteminin iki ve üç buyutta zaman bağımlı ve bağımsız simulasyonu
ERGÜN TAŞARKUYU
Doktora
İngilizce
2003
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT AKINOĞLU
PROF. DR. ŞİNASİ ELLİALTIOĞLU
- Konfokal Raman yöntemleri
Confocal Raman methods
ELİF ER
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Fizik ve Fizik MühendisliğiTrakya ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYDIN ULUBEY
- Gase ince filmlerinin büyütülmesi ve fiziksel özelliklerinin araştırılması
Growth of gase thin films and investigation of their physical properties
MURAT DÖNMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Fizik ve Fizik MühendisliğiKafkas ÜniversitesiFizik Bölümü
PROF. DR. HASAN MAMMADOV
- Development and characterisation of functional nanofibers for face mask applications
Yüz maskesi uygulamaları için fonksiyonel nanoliflerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
TUĞBA BAYSAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ DEMİR