Odaklanmış iyon ışını ile memristör üretim süreci geliştirme ve karakterizasyonu
Process development for memristor fabrication with focused ion beam and electrical characrterization
- Tez No: 721934
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DİNÇER GÖKCEN, DR. ÖĞR. ÜYESİ CEM BAYRAM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Anodik oksidasyon, Memristörler, Titanyum, İyon demeti, Anodic oxidation, Memristors, Titanium, Ion beam
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Nanoteknoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Elektroniğin temelinde kullanılan transistör elemanı birçok dijital mantık devresinin ve hafıza uygulamalarının gerçekleşmesini sağlamıştır. Fakat transistörlerin sadece iki kademeli anahtarlama yapabilmeleri nedeniyle artan işlem gücüne beklentisindeki kapasiteyi gerçekleştiremediği durumlar oluşmuştur. Memristör elemanı bu durumlar için çözüm sunmaktadır. Memristör önce teorik bir denklem olarak ortaya atılan kavram iken daha sonra fiziksel olarak da üretilmiştir. Transistörden en büyük artısı ise iki kademeden çok daha fazla ölçekte anahtarlama yapabilmesidir. Bu da çok daha yüksek kapasiteli dijital devre ve hafıza uygulamalarında kullanılması potansiyelini göstermektedir. İlk fiziksel memrsitör üretimi titanyum oksit temelli malzeme ile üretilmiştir. Bu çalışmada da titanyum oksit memristif malzemenin temelini oluşturmaktadır. Titanyum oksit malzemeyi üretmek için anodik oksidasyon işlemi uygulanmıştır. Titanyum asidik bir çözelti içerisinde gerilim kontrollü devre altında elektrokimyasal tepkime göstererek oksitlenmiştir. Çalışmanın özgün tarafını bundan sonra titanyum oksit tabakasının aşındırılması ile oluşturulan memristör geometrileri oluşturmaktadır. Memristör kademeli anahtarlama işleminin iki elektrotu arasında oluşturduğu oksijen boşluğu, iyonik veya ii ferromanyetik köprü yapısı ile sağlar. Bu çalışmada titanyum oksit temelli memristör kullanıldığı için köprü yapısı oksijen boşlukları ile oluşmuştur. Oluşan köprünün elektrotlar arası mesafeye göre değişiklik göstermesi memristörün açma-kapama işlemi sırasındaki direnç değer farkını etkilemektedir. Elektrotlar arası mesafenin olabildiğince daraltılması ile daha simetrik ve düzgün köprü yapılarını oluşturarak memristör direnç değer farkının arttrılmasını hedeflemiştir. Elektrotlar arası mesafenin nano boyutlarda olması odaklı iyon demeti ile sağlanmıştır. Odaklı iyon demeti hem tutarlı hem de kesin aşındırma olanağı sağladığı için memristif yapıda çeşitli geometriler denenerek elektrotlar arası olabildiğinde dar mesafe elde edilmek istenmiştir. Daha sonra elde edilen memristör geometrilerin karakterizasyonu 4 noktalı akım-gerilim ölçümü ile sağlanmıştır ve açma-kapama sırasında sergilenen direnç farklarına göre memristörlerinde etkinliği gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
The transistor element, which is one of the most important building blocks of electronics, has provided the realization of many digital logic circuits and memory applications. However, due to the fact that the transistors can only do two-stage switching, there have been situations where the expected capacity for the increased processing power could not be realized. The memristor element offers a solution for these situations. While the memristor was first introduced as a theoretical equation, it was later produced physically. The biggest advantage of the memristor is that it can switch in more than two stages. This shows its potential for use in much higher capacity digital circuit and memory applications. The first physical memristor production was produced with titanium oxide-based material. In this study, titanium oxide forms the basis of the memristive material. The anodic oxidation process was applied to produce the titanium oxide material. Titanium is oxidized by electrochemical reaction under voltage controlled circuit in an acidic solution. The original aspect of the study is the memristor geometries formed by etching the titanium oxide layer. The oxygen gap formed between the two electrodes of the memristor cascade switching process is provided by an ionic or ferromagnetic bridge structure. In this study, as a titanium oxide-based memristor was used, the bridge structure was formed with oxygen vacancies. The variation of the bridge formed according to the distance between the electrodes affects the resistance value difference during the on-off process of the memristor. It is aimed to increase the difference in memristor resistance value by creating more symmetrical and smooth bridge structures by narrowing the distance between the electrodes as much as possible. The nano-sized distance between the electrodes is provided by focused ion beam. Since the focused ion beam provides both consistent and precise etching, various geometries in the memristive structure were tried to obtain as narrow distance as possible between the electrodes. Later, the characterization of the obtained memristor geometries was provided by 4-point current-voltage measurement and the effectiveness of the memristors was observed according to the resistance differences exhibited during on-off.
Benzer Tezler
- 3D electron microscopy investigations of human dentin and ion beam irradiation effect on biocompatible anatase TiO2 using Focused Ion Beam based techniques
İnsan dentinin 3D elektron mikroskobu incelemeleri ve biyouyumlu anataz TiO2 üzerinde iyon demeti ışınlama etkisi odaklanmış iyon demeti dayalı teknikleri kullanılarak'
SİNA SADİGHİKİA
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Fizik ve Fizik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. MEHMET ALİ GÜLGÜN
DR. MELTEM SEZEN
- GaAs/AlGaAs tabanlı kuantum kuyularının TEM (geçirimli elektron mikroskobu) ile analizi
Characterization of GaAs/AlGaAs quantum wells with TEM (transmission electron microscopy) techniques
TUĞÇE KARAKULAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnadolu ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UĞUR SERİNCAN
- Chemistry and structure of sputter deposited boron-carbon-nitrogen thin films
Saçtırma biriktirme yöntemi ile elde edilen bor-karbon-azot ince filmlerin kimyası ve yapısı
MUSTAFA FATİH GENİŞEL
Doktora
İngilizce
2012
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERMAN BENGÜ
- Synthesis of platinum nanoparticles on graphene via electrophoretic deposition as catalyst for PEMFC
PEMFC katalizörü olarak platin nanoparçacıklarının grafen üzerinde elektroforetik kaplama yöntemı ile sentezi
MUHAMMAD FAISAL JAMIL
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
Assoc. Prof. Dr. SELMİYE ALKAN GÜRSEL
- Effect of ion irradiation on properties of doped BI1.5ZN0.92NB1.5O6.92 pyrochlores
Katkılı BI1.5ZN0.92NB1.5O6.92 piroklor malzemelere iyon radyasyonunun etkisi
MEHMET YUMAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Metalurji MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYHAN MERGEN