Performance optimization in PbS quantum dot based infrared thin-film photodetectors
PbS kuantum noktacık içeren ince film fotodedektörlerde performans optimizasyonu
- Tez No: 739187
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NURAY ÇELEBİ, DOÇ. DR. KUROŞ SALİMİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Fotodedektörler, Karanlık akım, Kısa dalga, Photodetectors, Dark current, Short wave
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kızılötesi (KÖ) bölgesinde görüntüleme, uzaktan algılama, kameralar gibi çeşitli alanlardaki uygulamaları nedeniyle büyük bir ilgi görmüştür. Kısa dalga kızılötesi (KDKÖ) aralığındaki fotonlar, atmosferdeki parçacıklar tarafından daha az saçılır. Sonuç olarak, KDKÖ ışığı güçlü nüfuz etme özelliklerine sahiptir ve kötü hava koşullarında bile keskin görüntülemeye olanak tanır. Öte yandan, elektronikte önemli olan silikon, algılama ve görüntüleme için endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, silikonun absorpsiyon kapasitesi 1100 nm'nin üzerinde önemli ölçüde azaldığından, KDKÖ'de görüntüleme, silikonun üzerine entegre edilecek alternatif materyaller gerektirir. Boyutu ve ayarlanabilir bant aralığı nedeniyle, çözümle işlenebilir kuantum nokta (KN) fotodedektörler, KDKÖ duyarlılığı sağlar. Silikon substratlarla uyumludurlar. Döndürerek kaplama gibi düşük maliyetli ve çeşitli teknolojiler kullanılarak silikon substratlara bağlanabilirler. Ancak, iyi performans elde etmek için KN fotodedektörlerin düşük karanlık akıma ve yüksek harici kuantum verimliliğine sahip olması gerekir. Bu amaçla, yük taşıma katmanları, karanlık akımı bastırmada önemli bir rol oynadıkları için uygun şekilde ayarlanmalıdır. Bu tezde, kurşun sülfat (PbS) kuantum nokta tabanlı fotodedektörlere farklı delik taşıma katmanları ve elektron taşıma katmanları kullanılarak performans optimizasyonu yapılmıştır. Yeni taşıma katmanları içeren fabrikasyon cihazları karakterize etmek için çeşitli karakterizasyon yöntemleri (örneğin, harici kuantum verimliliği-voltaj/dalga boyu, akım-voltaj, absorbans ölçümleri) kullanıldı. Daha yapısında taşıma katmanları olarak en iyi performans gösteren malzemeler kullanılmıştır. Son aşama olarak, ürünün maliyetini düşürmek ve üretim sürecini daha kolay hale getirmek için emici tabakanın inceltilmesine yönelik çalışmalar yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
Because of its applications in areas ranging (e.g. remote sensing, cameras), imaging in the infrared (IR) range has garnered considerable attention. Photons in the short wave infrared (SWIR) range are less scattered by the particles in the atmosphere. As a result, SWIR light has strong penetrating qualities, allowing for sharp imaging even under poor weather conditions. Silicon, on the other hand, as significant in electronics, is commonly deployed in the industry for detection and imaging. However, because silicon's absorption capacity decreases dramatically beyond 1100 nm, imaging at SWIR requires alternate materials to be integrated atop silicon. Because of its size and tunable bandgap, solution-processable quantum dot (QD) photodetectors provide SWIR sensitivity. They are compatible with silicon substrates. They may be connected to silicon substrates utilizing low-cost and diverse technologies such as spin coating. However, in order to achieve good performance, QD photodetectors must have low dark current and high external quantum efficiency. To that aim, charge transport layers should be tuned properly since they play an important role in suppressing dark current. In this thesis performance optimization was done by employing different hole transport layers and electron transport layers into the lead sulfide (PbS) quantum dot based photodetectors. Various characterization methods (e.g., external quantum efficiencyvoltage/ wavelength, current-voltage, absorbance measurements) were used to characterize fabricated devices that include novel transport layers. Followingly, best performing materials as transport layers were used in the structure of the photodetector which is on a silicon substrate that mimics CMOS ROIC structure. As a final step, studies were carried out to thin the absorber layer in order to reduce the cost of the product and make the production process easier.
Benzer Tezler
- Development of ligand exchange and coating strategies for the colloidal quantum dot based high-resolution short-wave infrared imaging sensors
Koloidal kuantum nokta tabanlı yüksek çözünürlüklü kısa dalga kızılötesi görüntüleme sensörleri için ligand değişimi ve kaplama stratejilerinin geliştirilmesi
BATUHAN UZUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DR. ÖĞR. ÜYESİ DEMET ASİL ALPTEKİN
PROF. DR. TAYFUN AKIN
- Donor-acceptor type bulk nano-heterojunction solar cell designs based on electronically coupled lead selenide nanorods and lead selenide quantum dots
Elektriksel bağlaşım içinde olan kurşun selenyum nano çubuk ve kurşun selenyum kuantum nokta temelli elektron verici-alıcı tipi heteroeklem güneş hücrelerinin tasarımı
İREM KOLAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DEMET ASİL ALPTEKİN
- High-throughput production of drug-loaded microparticles using a microfabricated nozzle array
Mikrofabrikasyonlu nozul dizisi kullanilarak ilaç yüklü mikropartiküllerin yüksek kapasiteli üretimi
SÜLEYMAN ÇELİK
Doktora
İngilizce
2025
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULHALİM KILIÇ
- Desıgn and development of bıoactıve quercetın-loaded plascaffold employıng 3D prıntıng for bone tıssueengıneerıng applıcatıons
Kemik doku mühendisliği uygulamaları için biyoaktifkuersetin yüklü pla iskelesinin 3B baskı ile tasarımı vegeliştirilmesi
MERT SÜGÜR
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İKİLEM GÖCEK
- MikroRNA-133a'ya duyarlı elektrokimyasal biyosensörlerin geliştirilmesi
Development of electrochemical biosensors sensitive to MikroRNA-133a
AHMET KARAÇELİK
