Fabrication of subsurface submicron photonic structures inside crystal silicon
Kristal silisyum içinde yüzey altı mikron altı fotonik yapıların üretimi
- Tez No: 850216
- Danışmanlar: PROF. DR. ALPAN BEK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 152
Özet
Kristal silisyum (k-Si) mikroelektronik ve optoelektronik için önemli endüstriyel bir malzemedir. 1100 nm den uzun dalga boyları için geçirgen bir malzeme olması Si alttaşının arka yüzeyinin ve iç kısmının, ön yüzeyinde herhangi bir yapısal değişiklik olmadan bu değerden daha büyük bir dalga boyu kullanılarak doğrusal olmayan optik işlemler ile işlenebileceğini göstermektedir. Bu çalışmada Si alttaşları 1550 nm dalga boyuna sahip femtosaniye lazer ile ışınlanır ve lazer ışını metal dizilerle desenlenmiş veya metal bir filmle kaplanmış arka yüzeylerine veya yakınlarındaki bir konuma odaklanır. İşlenen bölgelerin alanını azaltmak amacıyla kurulan doğrudan lazer yazma litografi düzeneği kullanılarak bu yüzey üzerinde istenilen metal desenler oluşturulabilmektedir. Metal filmlerin bu ışınlama ile lazer etkisiyle ısıtılması filmlerin eriyen bölgelerinden metal çıkartımına ve çıkartılan metal bileşenlerin Si alttaşlarına lazer ışınımına ters yönde transferine neden olur. Si alttaşları içerisindeki metal gömülü bölgelerin hacmi işleme parametreleri ve metal katmanın kalınlığı ile kontrol edilebilir. Örnek üzerinde biriken enerji arttıkça metal gömülü olan hacmin genişlediği gözlemlenir. Lazer ışını zarar görmemiş bir metal filmden geçtiği için bu işleme tekniği, ön yüzeye kaplanmış metal katmanların işlenmesine kıyasla metalleri Si alttaşı içerisine gömmek için daha hassas ve yüksek işleme oranına sahip bir yaklaşımdır. Ayrıca metal katmanlar üzerinde yüksek uzamsal frekanslı lazer etkisi ile oluşan periyodik yüzey yapılarının oluşumu gözlemlenir.
Özet (Çeviri)
Crystal silicon (c-Si) is an outstanding industrial material for microelectronics and optoelectronics. Its transparency for wavelengths longer than 1100 nm suggests that back surface and interior of a Si substrate can be processed without any structural changes on its front surface through nonlinear optical processes using a wavelength greater than this value. In this study, Si substrates are irradiated by a 1550 nm wavelength femtosecond laser and laser beam is focused to a position on or near the back surface of them patterned with metals arrays or coated with a metal film. Desired metal patterns can be created on this surface using a direct laser writing lithography setup constructed in order to reduce the area of processed regions. Laser-induced heating of metal films by means of this irradiation results in metal ejection from molten regions of films and transference of ejected components in opposite direction backwards to the laser irradiation into Si substrates. Volume of the metal embedded regions within the Si substrates can be controlled with processing parameters and thickness of the metal layer. It is observed that as the energy accumulated on the sample increases, metal embedded volume expands. Because laser beam passes through an undamaged metal film, this processing technique is a more precise and higher machining rate approach for embedding metals into Si substrates in comparison to processing of metal layers coated on the front surface. Also, formation of high spatial frequency laser-induced periodic surface structures is observed on metal layers.
Benzer Tezler
- Implementation of strong light-matter interaction for fabrication and light management of thin crystal silicon solar cells
İnce kristal silisyum güneş hücrelerinde üretim ve ışık yönetimi için yoğun ışık-madde etkileşimi uygulaması
MONA ZOLFAGHARI BORRA
Doktora
İngilizce
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPAN BEK
- 3D-microstructuring of silicon induced by nanosecond pulsed infrared fiber laser for potential solar cell applications
Potansiyel güneş hücresi uygulamaları için nanosaniye atımlı kızılötesi fiber lazer yardımıyla silikonun üç boyutlu mikroyapılandırılması
BESNA BÜLBÜL TATBUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ IHOR PAVLOV
- Experimental studies on development of a new imaging system for contactless subsurface conductivity imaging of biological tissues
Biyolojik dokuların yüzeyaltı iletkenlerinin dokunmasız görüntülenebilmesi için yeni bir görüntüleme sisteminin geliştirilmesi ve deneysel çalışmalar
TAFSEER AHMAD
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NEVZAT GENÇER
- Three dimensional processing of silicon with pulsed lasers for optical applications
Optik uygulamalar için silikonun üç boyutlu işlenmesi
AHMET TURNALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATİH ÖMER İLDAY
- Yarı sürekli döküm yöntemi ile alüminyum biletlerinin üretiminde döküm kalıplarının yağlanması
Başlık çevirisi yok
SAİT MURAT ÖZCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ÇİĞDEM