Geri Dön

Investigation of the photo-response of graphene/silicon photodetector in the ultraviolet region

Morötesi bölgede grafen/silikon fotodedektörün foto-tepkisinin araştırılması

  1. Tez No: 890390
  2. Yazar: ÇİÇEK KAPLAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. CEM ÇELEBİ, DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZHAN ÜNVERDİ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
  13. 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

  1. CMOS-compatible graphene-silicon photodetectors

    Başlık çevirisi yok

    HAKAN SELVİ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiThe University of Manchester

    PROF. DR. DANIŞMAN YOK

  2. Grafen-moleküler organik yarıiletken fotodiyotların optoelektronik özelliklerinin araştırılması

    Investigation of optoelectronic properties of graphene-molecular organic semiconductor photodiodes

    NİYAZİ BERK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Mühendislik BilimleriKahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞÜKRÜ KARATAŞ

  3. 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

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    KimyaDokuz Eylül Üniversitesi

    Kimya Bölümü

    DOÇ. DR. ÖZLEM ÖTER

  4. 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

    Türkçe

    2022

    Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AKIN BACIOĞLU

  5. 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

    İngilizce

    2023

    Kimya MühendisliğiEge Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÜLİN ERSÖZ