III-V nitrür bileşik yarıiletkenlerin: Nanoyapılarının ve aygıt uygulamalarının incelenmesi
Investigation of III-V nitride compound semiconductors: nanostructures and device applications
- Tez No: 830762
- Danışmanlar: PROF. DR. EMRE GÜR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Katıhal Fiziği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 114
Özet
Amaç: Bu çalışmada GaN nanotelleri silisyum ve InGaN/GaN LED' leri safir altlıklara farklı büyütme şartlarında kaplama yaparak latis uyumsuzluğundan kaynaklı kusurların azaltılması ve bu kusurların InGaN/GaN LED'lerin verim etkilerinin incelenmesi ve verim düşüşüne neden olabilecek sebeplerin araştırılması amaçlanmıştır. Yöntem: Bu çalışmada kullanılan GaN nanoteller ve InGaN/GaN kuantum kuyulu LED' ler MBE ve MOCVD metodları kullanılarak kaplamalar yapılmış. Daha sonra InGaN/GaN kuantum kuyulu LED'ler foto litoğrafi ve termal buharlaştırma cihazları kullanılarak aygıt uygulamaları elde edilmiştir. Bulgular: Yapılan testler sonucunda silisyum altlık üzerine büyütülen GaN nanotellerin sıcaklığın etkisi ile boylarında ve çaplarına değişim görülmüştür. Bu değişimler nanotellerin kristal yapılarının iyileşmesi üzerine önemli bulgular sağlamıştır. Ayrıca, InGaN/GaN 10 kuantum kuyulu LED'lerin 5 kuantum kuyulu InGaN/GaN LED' lere göre düşük akım yoğunluklarında verim artışı ve yüksek akım yoğunluklarında verim düşüşünün düşük seviyelerde olduğu gösterilmiştir. Sonrasında elde edilen geleneksel LED fabrikasyonu yerine yansıtıcı yüzeyli Karşıt LED 1 yapısının kuantum veriminde artış gözlemlenmiştir. LED yapılarında elde edilen elektro lüminesans ve foto lüminesans ölçümlerinde elde edilen LED yapısının aktif bölge yapısına karşılık gelen dalga boylarında kızıla kayma gözlemlenmiştir. Sıcaklığa bağlı fotolüminesans sonuçlarıda LED yapılarının kuantum kuyu sayısı artışı ile kızıla kaymanın olduğu görülmüştür. Sonuç: Galyum nitrür gibi bulk olarak elde edilemeyen yumuşak malzemelerin silisyum ve safir altlık üzerine başarılı bir şekilde büyütülmesi ve iyileşmelerin görülmesinin yanında LED geometrisi ve metal kontakların seri direnci verim düşüşü etkilerini azaltmaya yönelik olumlu sonuçlar gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Purpose: In this study, GaN nanowires were coated on silicon and InGaN/GaN LEDs on sapphire substrates under various growth conditions to mitigate defects arising from lattice mismatch. The aim was to investigate the impact of these defects on the efficiency of InGaN/GaN LEDs and explore the reasons that could lead to efficiency loss. Method: In this study, GaN nanowires and InGaN/GaN quantum well LEDs were coated using MBE and MOCVD methods. Subsequently, device applications of InGaN/GaN quantum well LEDs were achieved through the utilization of photolithography and thermal evaporation equipment. Findings: As a result of the tests conducted, changes in the length and diameter of GaN nanowires grown on a silicon substrate have been observed due to the effect of temperature. These changes have provided significant findings related to the improvement of the nanowires' crystal structures. Furthermore, it has been demonstrated that InGaN/GaN 10 quantum well LEDs exhibit an increase in efficiency at low current densities compared to 5 quantum well InGaN/GaN LEDs, and the efficiency decrease at high current densities is at low levels. Subsequently, an increase in quantum efficiency has been observed in the reflective-surface Opposite LED 1 structure as opposed to traditional LED fabrication. Redshift in the wavelength corresponding to the active region structure of the LED has been observed in electroluminescence and photoluminescence measurements obtained from LED structures. Temperature-dependent photoluminescence results have also shown a redshift with an increase in the number of quantum wells in the LED structures. Results: Materials like gallium nitride, which cannot be obtained in bulk form, have shown positive results in terms of successful growth on silicon and sapphire substrates, along with observed enhancements. Additionally, positive outcomes have been achieved in reducing the efficiency-decreasing effects of LED geometry and serial resistance of metal contacts.
Benzer Tezler
- BN nano tüplerin kimyasal buhar depolama yöntemi ile sentezlenmesi
Chemical vapour deposition synthesis of BN nanotubes
MEHTAP ERİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. M. SELAMİ KILIÇKAYA
- Structural and electronic properties of monolayer and multilayer gallium nitride crystals
Tek ve çok atomik katman galyum nitrür kristalinin yapısal ve elektronik özellikleri
ABDULLATİF ÖNEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ENGİN DURGUN
- Terahertz and mid-infrared photodetectors based on intersubband transitions in novel materials systems
Yeni malzeme sistemlerinde bantlar arası geçişe dayalı terahertz ve orta kızılötesi fotodedektörler
HABİBE DURMAZ SAĞIR
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoston UniversityElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. ROBERTO PAİELLA
- MOCVD yöntemi ile safir alttaş üzerine büyütülen GaN heteroyapılarının elektriksel ve yapısal karakterizasyonu
Electrical and structural characterisation of GaN heterostructure grown on sapphire substrate by MOCVD method
MUSTAFA CÜNEYT MEMİŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji MühendisliğiBursa Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NAZLI AKÇAMLI
- Growth and characterization of boron nitride thin films and nanostructures using atomic layer deposition
Bor nitrür ince filmlerin ve nanoyapıların atomik katman biriktirme yöntemi ile büyütülmesi ve karakterizasyonu
ALİ HAİDER
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Seramik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
Assist. Prof. Dr. NECMİ BIYIKLI