LiTaO3 tabanlı piroelektrik dedektörlerin duyarlılık ve elektrik sinyal üretebilme performansının iyileştirilmesinde kullanılabilen metal oksit nano katmanların geliştirilmesi
Development of metal oxide nano layers to improve the sensitivity and electric signal generation performance of LiTaO3-based pyroelectric detectors
- Tez No: 797522
- Danışmanlar: PROF. DR. MİRHASAN SEYİTSOY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 66
Özet
Bu tez çalışmasında ince TiO2 ve ZnO metal oksit katmanların kızılötesi ışınımları algılamada kullanılan tek kristal Lityum Tantalat (LiTaO3) tabanlı piroelektrik sensörlerin duyarlılığına ve elektrik sinyal üretebilme performansına olan katkıları araştırılmıştır. Bahsi geçen LiTaO3 tek kristal, küçük sıcaklık değişikliklerini tespit etmek için makul elektrik yükleri üreten kararlı, tek tip ve uygun maliyetli tek kristalli piroelektrik malzemelerden biridir. Üretilmiş olan cihazlarda LiTaO3 ince filmler alttaş olarak kullanılmıştır. E-Beam, Thermal Evaporatör ve Sputter teknikleri kullanarak LiTaO3 ince filmlerin iki yüzeyi yüksek kalitede ve çeşitli kalınlıkla metal oksitler ile kaplanmıştır. Üst elektrot olarak ~5-10 nm kalınlığında önce krom (Cr) üzerine ise ~100 nm altın (Au), alt elektrot olarak da ~5-10 nm krom (Cr) üzerine ise ~100 nm platin (Pt) metal püskürttürülmüştür. Kaplanmış metaller elektrot olarak kullanılmıştır. LiTaO3 kristalinin çalışma verimliliği, dâhili veya harici küçük sıcaklık değişikliklerinden etkilenmemesini, ayrıca çevresel sıcaklık değişimlerinden dolayı meydana gelen sensörün sinyal ve gürültü değerlerinde kayma ve özellikle dedektör sinyal çıkışında bazı istenmeyen dalgalanmaları ve kararsızlığı engellemek için püskürtme yöntemiyle aygıt üzerine iki farklı tür ~10-15 nm kalınlığında metal oksit ince tabaka oluşturulmuştur. Bunlar ZnO ve TiO2 metal oksit ince tabakalardır. Oluşturulan kızılötesi sensörlerin karakteristikleri deneysel olarak incelenmiştir. Alınan sonuçlara göre, geliştirilen kızılötesi dedektörlerde sinyal dalgalanmaları ve termal kararsızlığın ortadan kalkmış olduğu tespit edilmiştir. Deneysel bulguların ve hesaplanan sonuçların karşılaştırılması neticesinde iki metal oksit yapısı arasında ZnO termal kararlılık açısından iyi bir performans sergilerken, TiO2 metal oksit kızılötesi algılamada tek kristal LiTaO3 tabanlı dedektörün termal kararlılığına ZnO'ya kıyasla daha az katkıda bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
This thesiswork investigates the contribution of thin TiO2 and ZnO metal oxide layers on the sensitivity and electrical signal generation performance of single-crystal Lithium Tantalate (LiTaO3) based pyroelectric sensors. The LiTaO3 single crystal is one of the stable, uniform, and cost-effective single-crystal pyroelectric materials that produces reasonable amount of electrical charges in response to minor temperature changes. The fabricated devices use thin films of LiTaO3 as the substrates. Using E-Beam, Thermal Evaporator, and Sputter techniques, the both surfaces of LiTaO3 thin films were coated with metal oxides of high quality and various thicknesses. Chromium (Cr) electrodes of ~5-10 nm were sputtered with ~100 nm of Gold (Au) for the top electrode and Platinum (Pt) for the bottom electrode. Two different metal oxide thin layers with a thickness of ~10-15 nm were sputtered on the device to prevent the operating efficiency of the LiTaO3 crystal from being affected by small internal or external temperature changes, and also to preclude some undesirable fluctuations and instability in the signal and noise values of the sensor due to changes in the environmental temperature, especially in the detector signal output. These are thin ZnO and TiO2 metal oxide layers. The properties of the developed infrared sensors were experimentally analyzed. According to the results, the signal fluctuations and thermal instability were eliminated in the developed infrared detectors. Experimental findings show ZnO structure outperforms TiO2 regarding thermal stability and signal generation. Single-crystal LiTaO3 infrared detector without coating outperforms less to the thermal stability and signal generation.
Benzer Tezler
- LiTaO3 kristalinin yapısal, elektronik ve dinamik özelliklerinin Ab İnitio Yöntemiyle incelenmesi
Investigation of the structural, electronic and dynami̇c properties of LiTaO3 crystal by Ab Initio Method
FARUK TOKSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN ÇABUK
- GDO tayini için mikroakışkan biyosensör tasarlanması
Design of microfluidic biosensor for GMO detection
ÖZLEM ULUĞBEY
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mekatronik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN YÜCE
DR. ÖĞR. ÜYESİ OYA AKÇA
- Mechanical properties of polycrystalline ceramics by nanoindentation methods: Effect of surface roughness and tip size
Başlık çevirisi yok
İSMAİL CAN ALBAYRAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Metalurji MühendisliğiDrexel UniversityMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. MICHEL W. BARSOUM
PROF. ORI YEHESKEL
- Some physical properties of LiPaO3 compound: An ab initio study
LiPaO3 bileşiğinin bazı fiziksel özellikleri: Bir temel ilkeler çalışması
KHALAT EZZULDDIN HUSSEIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMEL KİLİT DOĞAN
- Bazı ferro elektrik kristallerin optik ve fotorelektrik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of optical and photoelectret properties of some ferroelectrics
SÜLEYMAN ÇABUK