Investigation of effective medium absorbers for possible sensing applications in the sub-1 THz region
1 THz altı bölgede olası algılama uygulamaları için etkin ortam soğurucuların incelenmesi
- Tez No: 752394
- Danışmanlar: PROF. DR. OKAN ESENTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizikokimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 91
Özet
Terahertz (THz) bölgesinde görüntüleme, güvenlikten sağlığa, canlı dokudan malzeme denetimine kadar çok çekici çeşitli uygulama olanakları ile son yıllarda büyük ilgi görmektedir. Bununla birlikte, THz frekans bölgesinin doğası, görüntüleme uygulamaları için kaynak ve sensörlerin geliştirilmesine birçok zorluk getirir. Zorluklardan bazıları, mevcut yüksek üretim ve bakım maliyetinin yanı sıra geniş piksel aralıkları gereksinimi ve kaynakların oda sıcaklığında düşük emisyon seviyeleridir. 1 THz'in üzerindeki THz dalgaların atmosferde yüksek kaybı nedeniyle, 1 THz'in altındaki frekanslarda çalışan bir algılama pikseli üretmek daha iyidir. Uzun dalga boyları için büyük piksel aralıkları ve daha yüksek termal kütle ile sonuçlanan düşük absorpsiyon katsayıları nedeniyle daha kalın emici katmanlar, mikrofabrikasyonda ve dolayısıyla algılama uygulamalarında zorluklara neden olur. Bu sınırlamalar nedeniyle, THz sensörleri için daha hafif anten yapıları elde etmek için THz bölgesi için benzersiz bir soğurucu tasarımı gereklidir. Bu çalışmada, THz soğurucu ve anten yapılarının THz tepkisini ayarlamak amacıyla, SixNy filmlere gömülü çeşitli boyutlarda TiAlV periyodik elemanlar tasarlanmış, p-tipi silikon altlık üzerinde hazırlanmış ve THz zaman alan spektroskopisi kullanılarak değerlendirilmiştir. Tasarımlar Bruggeman Etkili Ortam Teorisi simülasyonları ile in silico olarak desteklenmiştir. Deneysel özelliklerin simülasyonlarla uyumlu olduğu bulunmuştur. Ölçüm ve simülasyon arasındaki sapma, muhtemelen model yapısının yapımındaki sınırlamadan ve modelin deneysel yapıya göre basitleştirilmesinden kaynaklanmaktadır. Sonuç olarak, fabrikasyon parametrelerinin ince filmlerin THz tepkisi üzerindeki etkileri karşılaştırılmış ve rapor edilmiştir. Daha yüksek (yaklaşık %30, hacimsel) metal içeriğine sahip ince filmlerin üretimi için proses akışının daha fazla optimizasyonu gereklidir.
Özet (Çeviri)
Imaging in the terahertz (THz) region has receiving great attention in recent years with its very attractive diverse application possibilities from security to health, from bio to material inspection. However, the nature of the THz frequency region brings many challenges to development of sources and sensors for imaging applications. Some of the challenges are requirement of large pixel-pitches, high fabrication and maintenance costs, and low emission levels of the sources at room temperature. Due to the strong atmospheric attenuation of THz waves above 1 THz, it is better to produce a sensing pixel operating in frequencies below 1 THz. Large pixel pitches for long wavelengths and thicker absorber layers due to the low absorption coefficients that result in higher thermal mass causes challenges in microfabrication and, thus, in sensing applications. Because of these limitations, a unique absorber design for the THz region is required to get lighter antenna structures for THz sensors. In this study, with an aim of tuning THz response of absorber and antenna structures, TiAlV periodic elements with various sizes embedded into SixNy films were designed, prepared on p-type silicon substrate, and evaluated using THz time-domain spectroscopy. The designs were supported in silico with Bruggeman Effective Medium Theory simulations. The experimental properties were found to be in agreement with the simulations in part. The deviation is possibly due to the limitation in the making of the model structure and also possibly due to the simplification of the model relative to the experimental structure. Overall, effects of fabrication parameters on the THz response of the thin films are compared and reported. Further optimization of the process flow for appropriate wafer level uniformity is needed for the thin films with higher (around 30%, volumetric) metal content.
Benzer Tezler
- Pomza destekli demir nano kompozit ile sulardan ağır metal giderimi
Heavy metal removal from water with pump supported iron nano composite
MEHMET GÜZEL
- Döviz kurunu belirleyen faktörler ve kur riski
Determination of foreign exchange rates and foreign exchange risk
MEHMET COŞKUN ÖZAVNİK
- Temel bileşeni n-izopropilakrilamit olan, özellikleri değiştirilmiş kompozit hidrojellerin şişme, ilaç salım ve mekanik davranışlarının incelenmesi
Investigation of swelling, drug release and mechanical properties of modified n-isopropylacrylamide based composite hydrogels
BESTENUR YALÇIN
- Siyanür tayini için yeni bir spektrofotometrik yöntem
A new spectrophotometric method for determination of cyanide
GÜLÇİN GÜMÜŞ
- Toplam flavonoid miktarının geliştirilen spektrofotometrik yöntem ile tayini
The determination of total flavonoid amount by a modified spectrophotometric method
DİLEK ÖZYURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİRSEN DEMİRATA ÖZTÜRK