Investigation of the photo-response of graphene/silicon photodetector in the ultraviolet region
Morötesi bölgede grafen/silikon fotodedektörün foto-tepkisinin araştırılması
- Tez No: 890390
- Danışmanlar: PROF. DR. CEM ÇELEBİ, DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZHAN ÜNVERDİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 60
Özet
Bu tez çalışmasında, Kimyasal Buhar Biriktirme yöntemi ile üretilen p-tipi grafen ve n-tipi Silisyum (Gr/Si) bazlı Schottky bariyer fotodiyotunun fabrikasyonu ve bu fotodiyotun morötesi bölgede optoelektronik karakteristiklerinin grafen katman sayısına bağlılığı deneysel olarak incelenmiştir. Atmosferik basınçta ölçümlerde, her bir Gr/Si hetero eklemi için -0,5 ile 0,5 V arasında uygulanan öngerilim voltajında I-V ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Karanlık ortam koşulları altında alınan I-V ölçümleri 2, 4 ve 6 katmanlı grafen elektrota sahip Gr/Si örneklerin tamamının düzeltici (rectifying) Schottky eklem karakteri sergilediği ancak ters doyma akımlarının (I0) farklı olduğu bulunmuştur. I-V ölçümlerinden elde edilen I0 değerleri kullanılarak 2, 4 ve 6 katmanlı grafen elektrotlu numunelerin Schottky bariyer yükseklikleri (ΦB) saptanmıştır. İki katmanlı grafen elektrota sahip örneğin ΦB değerine göre 4 katman grafen elektrotlu örneğin ΦB değeri ~0,82 eV düzeyine çıktığı ve ardından 6 katman grafen elektrodu için yaklaşık ~0,79 eV 'a düştüğü bulunmuştur. Elde ettiğimiz bu sonuçlar, Gr/Si fotodiyottaki düzeltme kuvvetinin, aygıt yapısında şeffaf iletken elektrot görevi gören grafen katmanlarının sayısı ile değiştirilebileceğini göstermektedir. Ayrıca, aygıtların morötesi bölgesindeki spektral tepkisini (R) belirlemek için sıfır ön gerilimde ve 250 – 400 nm dalga boyu aralığında foto-tepki ölçümleri gerçekleştirilmiştir. 2 katmanlı grafen elektrotlu aygıta kıyasla, 4 katmanlı grafen elektrotlu örneğin spektral duyarlığı 3 kat artmasına rağmen, 6 katmanlı grafen elektrotlu aygıtta 4 katmanlı grafen elektrotlu aygıtın spektral duyarlığına göre yaklaşık 25% azalma olduğu belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, 4 katmanlı grafenin ışık geçirgen bir elektrot olarak kullanılmasının, Gr/Si Schottky bariyer fotodiyotun derin morötesi bölgede ışığın hassas olarak algılanması için en uygun seçenek olduğunu ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
In this thesis, we focus on the optoelectronic properties of p-type graphene and n-type Silicon (Gr/Si) Schottky barrier photodiode according to the number of layers in the ultraviolet region (UV). The I-V measurements were conducted at an applied bias voltage between -0.5 and 0.5 V for each Gr/Si heterojunction. The I-V measurements taken under dark conditions showed that all Gr/Si samples with 2-, 4- and 6-layers graphene electrodes exhibited rectifying Schottky junction character, but all device's reverse saturation currents (I0) were different. Schottky barrier heights (ΦB) of the samples with 2-, 4- and 6-layers graphene electrodes were determined using the I0 values obtained from I-V measurements. Compared to the ΦB value of the sample with 2 layers graphene electrode, the ΦB of the sample with 4 layers of graphene electrode increased to ~0.82 eV, and then ΦB was found to decrease to ~0.79 eV for the 6-layer graphene electrode. Additionally, photo-response measurements were carried out at zero bias voltage and in the wavelength range of 250 – 400 nm to determine the spectral response (R) of the devices in the UV region. Compared to the device with 2 layers graphene electrode, R of the sample with 4 layers graphene electrode increased by 3 times. The result obtained revealed that using 4-layer graphene as a light-transparent electrode, Gr/Si Schottky barrier photodiode is the most applicable option for sensitive detection of light in the UV region.
Benzer Tezler
- CMOS-compatible graphene-silicon photodetectors
Başlık çevirisi yok
HAKAN SELVİ
Doktora
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiThe University of ManchesterPROF. DR. DANIŞMAN YOK
- Grafen-moleküler organik yarıiletken fotodiyotların optoelektronik özelliklerinin araştırılması
Investigation of optoelectronic properties of graphene-molecular organic semiconductor photodiodes
NİYAZİ BERK
Doktora
Türkçe
2022
Mühendislik BilimleriKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞÜKRÜ KARATAŞ
- Investigation of the utilization of some fluorescent organic dyes in modified polymer or sol-gel matrices as optical sensor agents
Organik boyar maddelerin modifiye polimer veya sol-jel matrikslerinde optik sensör ajanı olarak kullanılabilirliğinin araştırılması
GİZEM DEMİRYAS
- Dielektrik ince filmlerin si fotodetektör aygıt performansına etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of dielectric thin films on si photodetector device performance
LEVENT ÖZKARAYEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AKIN BACIOĞLU
- Investigation of catalytic performances of layered double hydroxides in the removal of oxytetracycline hydrochloride from aqueous solutions
Oksitetrasiklin hidroklorürün sulu çözeltilerden ayrılmasında çift katmanlı hidroksitlerin katalitik performanslarının araştırılması
MERVE BARAÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLİN ERSÖZ