N yapılı InAs/AlSb/GaSb kızılötesi süperörgü dedektörlerin test piksel ve odak düzlem dizin fabrikasyonu ve karakterizasyonu
Test pixel and focal plane array fabrication and characterization of N-structure InAs/AlSb/GaSb infrared superlattice detectors
- Tez No: 842782
- Danışmanlar: PROF. DR. YÜKSEL ERGÜN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Katıhal Fiziği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 171
Özet
Bu tez çalışmasında, kısa ve orta dalgaboylarında algılama yapan N tasarımlı InAs/AlSb/GaSb süperörgü yapıların fotodedektör aygıt üretimleri ve karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. N tasarımlı süperörgü yapılarına, AlGaSb bariyer katmanı dahil edilerek pBin e-SWIR ve nBn tek ve çift renkli MWIR aralığında çalışan üç ayrı dedektör yapı tasarımı yapılmıştır. Çalışma kapsamında, test piksel ve odak düzlem dizin (FPA) dedektör fabrikasyon basamakları optimize edilmiş, tekrar edilebilir ve homojen aygıt üretim reçeteleri oluşturulmuştur. Test piksel dedektörü, pBin tasarımlı e-SWIR dalgaboyunda çalışan yapılardan üretilmiştir. Farklı boyutlardaki test piksellerinin sıcaklığa bağlı elektro-optik karakterizasyonları yapılmıştır. 125 K sıcaklığında ve ‒0,1V ön gerilim altında, karanlık akım yoğunluğu 3,9 × 10-6 A/cm2, %100 kesim dalgaboyu 3,2 μm, tepe noktası kuantum verimliliği %55 civarında ölçülmüştür. Literatürle karşılaştırıldığında, kısa dalgaboyunda geniş algılama aralığı ve oldukça iyi dedektör performans değerleri, N-yapılı süperörgü tasarımlarının potansiyelini net bir şekilde göstermiştir. Çalışmanın devamında, orta dalgaboyunda çalışan tek ve çift renkli dedektör yapılarından FPA'ler üretilmiştir ve soğutulan detektörlerden MWIR bantlarında termal görüntüler alınmıştır. Üretilen ve kızılötesi görüntüleme yapılan her bir dedektörün elektro-optik performans haritaları ve histogramları ayrıntılı olarak incelenmiş ve fabrikasyonun dedektör performansına etkisi değerlendirilmiştir. N yapılı MWIR/MWIR çift renkli dedektörden ilk termal görüntü uzun dalgaboyunda başarıyla alınmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, photodetector device production and characterization of InAs/AlSb/GaSb superlattice structures that detect at short and medium wavelengths were carried out. In N structure superlattice designs, AlGaSb barrier layer was also included in the design and three different designs were used: pBin e-SWIR and MWIR, and nBn dual color MWIR/MWIR designs. Within the scope of the study, various steps of fabrication were optimized for test detector and focal plane array (FPA) productions and thus repeatable and homogeneous productions could be made. Test detectors were fabricated using pBin e-SWIR structure, and electro-optical performances with respect to temperature were measured. In e-SWIR, dark current density was measured as 3,9 × 10-6 A/cm2 under ‒0,1 V bias voltage at 125 K, 100% cutoff wavelength was 3,2 μm, and peak quantum efficiency was around 55%. Compared to the literature, the structure's very wide spectral detection range in the SWIR window and its very high electro-optical performance values show the high potential of N-structure designs in the field. Snapshot thermal images were taken from single and dual color MWIR FPAs developed and produced in this study. Cracks in the detector material that occur during cooling are instantly displayed. The electro-optical performance maps and histograms of the pixels of the produced FPAs were examined in detail. Successful infrared imaging was performed on the long wavelength side of the dual color MWIR/MWIR detector.
Benzer Tezler
- MBE ile büyütülen Tip-II süperörgü tabanlı InAs/AlSb/GaSb dedektör yapısının yapısal karakterizasyonu
Structural characterization of Type-II superlattice-based InAs/AlSb/GaSb detector structure growth with MBE
KÜRŞAT KIZILKAYA
Doktora
Türkçe
2024
Savunma ve Savunma TeknolojileriGazi Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN ÖZÇELİK
PROF. DR. YÜKSEL ERGÜN
- Band modelling of N-type superlattice detector systems with using empirical pseudopotential method
Empirical pseudopotentıal metodu kullanılarak N-tipi süperörgü dedektör sistemlerinin band modellemesi
KAZIM AKEL
Doktora
İngilizce
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜKSEL ERGÜN
- Fabrication and characterization of nbn Inas/Gasb/B-Al(x)ga(1-x)sb type-II superlattice detectors with dual-color detection in mwir
Orta dalga boyunda çift renkli algılama yapabilen nbn Inas/Gasb/B-Al(x)ga(1-x)sb tip-II süperörgü dedektörlerin fabrikasyonu ve karakterizasyonu
UTKU ÇEKMEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAYFUN AKIN
DOÇ. DR. KIVANÇ AZGIN
- Orta kızılötesi bölgede (3-5m) InAs/GaSb süper örgü p-i-n ışık algılayıcı yapıların elektromanyetik alan tepkisi
Electromagnetic response of the InAs/GaSb superlattice p-i-n photodetector structures for mid-infrared region (3-5m)
GÜVEN KORKMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnadolu ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜKSEL ERGÜN
- (GaAs)n/(InAs)n (n=1,2,3) süperörgü yapılarının teorik incelemesi
Theoretical investigation of (GaAs)n/(InAs)n (n=1,2,3) superlattice structures
MUSTAFA MENDERES ALYÖRÜK
Doktora
Türkçe
2012
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnadolu ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜKSEL ERGÜN