Geri Dön

MS ve MIS yapılarının gaz algılama özelliklerinin incelenmesi

Investigation of gas sensing properties of MS and MIS structures

  1. Tez No: 97617
  2. Yazar: FATİH DUMLUDAĞ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ZAFER ZİYA ÖZTÜRK
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2000
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Marmara Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 257

Özet

ÖZET Bu çalışmada; 3 adet Ni/GaAs MS Schottky diyot, 3 adet Pd/Oksit/GaAs MOS ve 4 adet Pd/Sülfür/GaAs MİS yapı olmak üzere toplam 10 adet gaz sensörü imal edilerek gaz algılama özellikleri incelenmiştir. Tüm sensörler, gaz algılama ölçümlerine geçmeden önce azot ortamında, 27°C5 50°C, 90°C, 120°C, 150°C sıcaklıklarında I-V ve C-V karakteristikleri ölçülerek elektriksel karakterizasyonları yapılmıştır. MS sensörleri 75°C, 90°C, 110°C, 140°C, sıcaklıklarmda çeşitli Hidrojen konsantrasyonlarında, 7 adet MOS ve MS sensörleri ise, 27°C, 50°C, 90°C, 120°C, 150°C sıcaklıklarında lOppm, 50ppm, lOOppm, 250ppm, 500ppm Hidrojen gazı konsantrasyonlarında, bias gerilimi, ölçüm ortamı parametrelerine göre analiz edilmiştir. Ayrıca, bu aygıtların Karbonmonoksit (CO), Kükürtdioksit (SÛ2)ve Hidrojen Sülfür (H2S) gazlarım algılama özellikleri de farklı konsantrasyon, ortam ve sıcaklıklarda incelenmiştir. Tüm ölçümler bilgisayar kontrollü ölçüm sistemi ile yapılmıştır. Ana hatları ile, örneklerin yapılan ölçürrüerinin dökümü aşağıdaki gibidir. 3 farklı MS örneği;. 5 farklı sıcaklıkta (27°C, 50°C, 90°C, 120°C, 150°C) azot ortamında (N2) I-V ve C-V elektriksel karakteristikleri,. 4 farklı sıcaklıkta (75°C, 90°C, 1 10°C, 140°C). Hidrojen gazı ortamında (H2),. 6 farklı ardışık H2 konsantrasyonunda (lOOppm, 200ppm, 400ppm, öOOppm, 800ppm, lOOOppm),. 2 farklı bias gerüiminde (V=-l V, V=+0.2 V),. Gaz algılama I-t karakteristikleri ölçülmüş, VI3 farklı MOS ve 4 farklı MS Örneği, toplam 7 örneğin ise;. 5 farklı sıcaklıkta (27°C, 50°C, 90°C, 120°C, 1 50°C) azot ortamında (N2) I-V ve C-V elektriksel karakteristikleri,. 5 farklı sıcaklıkta (27°C, 50°C, 90°C, 120°C, 150°C),. 4 farklı gaza (Hidrojen (H2), Karbonmonoksit (CO), Hidrojen Sülfür (H2S), Kükürtdioksit (SO2)),. 5 farklı H2 konsantrasyonunda (lOppm, 50ppm, lOOppm, 250ppm, 500ppm), 4 farklı CO konsantrasyonunda (900ppm, 2250ppm, 4500ppm, 9000ppm), 2 farklı S02 konsantrasyonunda (450ppm, 900ppm), 4 farklı H2S konsantrasyonunda (9ppm, 23ppm, 45ppm, 90ppm),. 5 farklı bias geriliminde (V=0 V, V=-0,05 V, V=-0,1 V, V=-0,2 V, V=-0,5 V),. 3 farklı ölçüm formatmda (sabit, ardışık sabit, ardışık farklı),. iki farklı ölçüm ortamında (sentetik hava ve yüksek saflıktaki azot ortamı),. 2 farklı yıkama ortamında (sentetik hava ve yüksek saflıktaki azot ortamı),. Gaz algılama C-t karakteristikleri ölçülmüştür. Aygıtların elektriksel karakterizasyonları neticesinde bütün aygıtların diyot özelliği gösterdikleri tespit edilmiştir. Aygıtların gaz algılama özettiklerinin değerlendirmesinden, imal edilen bütün aygıtların Hidrojen gazını algıladıkları, Hidrojen gazını en kısa sürede algılayan aygıtın GMOS2 sensörü olduğu cevap sürelerinden bulunmuştur. îmal edilen bütün aygıtlar Karbonmonoksit gazım da algılamışlardır. GMOS aygıtları S02 ve H2S gazım algılanıamışlardır. GMS aygıtları ise, S02 gazam hava ortamında algılamadıkları fakat azot ortamında algıladıkları tespit edilmiştir. Bütün aygıtların duyarlık ve geri dönüşümlülük parametrelerinin sıcaklığa, ve gaz konsantrasyonuna, ortama, (uygulanan gerilime-duyarlık parametresi için-) bağlı olduğu görülmüştür. Ayrıca, bütün aygıtların geri dönüşümlü olduğu görülmüştür. vn

Özet (Çeviri)

SUMMARY Data from the environment are usually acquired through sensors. Bio/Chemical sensors are miniaturized devices, which convert a chemical state into an electrical signal. A chemical state is determined by the different concentrations, partial pressures or activities of particles such as atoms, molecules, ions or biologically relevant compounds to be detected in the gas, liquid or solid phase. Chemical sensors are very important devices for process control in industry, medical applications, environmental protection, safety systems (for explosive gases), control of food quality in industry, for cars and aircraft combustion systems. So, demand for chemical sensors increase day to day. Hydrogen is a very important gas, because of its explosive behaviour and as an energy source. Especially, because of the petrol reservoirs are getting less in recent years, the world needs clean and plenty energy sources. This pressure activated scientific research towards to the studies on Hydrogen sensors. To use Hydrogen effectively, we need the Hydrogen sensors and Hydrogen leakage sensors. We may see Hydrogen powered cars and aircraft's by having the large Hydrogen tanks (especially for aircraft) and Hydrogen sensors. In this study, gas-sensing properties of Ni/GaAs MS (Metal-Semiconductor) Schottky diodes, Pd/GaAs MOS (Metal-Oxide-Semiconductor) and MIS (Metal- Insulator-Semiconductor) structures have been investigated. The test gases that we have used were Hydrogen (H2), Carbonmonoxide (CO), Sulphurdioxide (SO2) and Hydrogen Sulfide (H2S). Some of the authors state that the Hydrogen sensors, which are fabricated by using GaAs and Pd to obtain Schottky diode structure, were not sensitive to Hydrogen everytime due to Pd-GaAs interactions. That was a problem for the devices, which are fabricated by these elements. However, GaAs devices generally exhibit higher radiation hardness than silicon devices (especially silicon MOS devices); hence vmthey are attractive for some space and military applications. The oxide part is the thin dielectric layers, such as SİO2, which are used in the MOS devices make them particularly sensitive to radiation. To solve this problem (in Hydrogen sensors) Pd/GaAs MOS and MIS structures with different parameters were chosen to prevent Pd and GaAs interactions. In this study, electrical and gas sensing properties of these devices were investigated under different conditions (e.g. temperature, gas concentration, environment, bias voltage and different gases). In addition, MS devices were investigated for different diameter of the gate. The sensors were tested in a computer controlled flow set-up. The I-V and C-V measurements showed that all devices have diode characteristics. Gas sensing measurements showed that all samples sensitive to H2. The best device was GMOS2, because of short response time. All samples also were found sensitive to CO. GMOS devices were not sensitive to SO2 and H2S. GMIS devices were not sensitive to SO2 in air environment, but sensitive to SO2 in nitrogen environment. Sensitivity, reversibility, response time parameters of the devices were depended on temperature, gas concentration and environment. In addition, the sensitivity depends on applied voltage. All devices were reversible too. K

Benzer Tezler

  1. Tez No

    198347

    Metal/yalıtkan/n-GaAs hidrojen sensörlerinin araştırılması ve geliştirilmesi

    Investigation and development of metal/insulator/n-GaAs hydrojen sensors

    NEVİN UĞUR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2005

    Fizik ve Fizik MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. ZAFER ZİYA ÖZTÜRK

    Y.DOÇ.DR. FATİH DUMLUDAĞ

  2. Tez No

    295828

    PECVD yöntemiyle büyütülmüş BN filmlerin opto-elektronik özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of PECVD grown BN thin films opto-electronic properties

    BORA BOZKURT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ORHAN ÖZDEMİR

  3. Tez No

    367433

    GaN schottky güneş gözelerinin iki boyutlu modellenmesi

    Two-dimensional modeling of GaN schottky solar cells

    BENGÜL METİN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Fizik ve Fizik MühendisliğiMuğla Sıtkı Koçman Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NEŞE KAVASOĞLU

  4. Tez No

    598566

    Al/p-Si (MS) VE Al/TiO2/p-Si (MIS) yapıların hazırlanması ve elektriksel özelliklerinin karanlık ve ışık altında incelenmesi

    Preparation of Al/p-Si (MS) VE Al/TiO2/p-Si (MIS) structures and investigation of electrical characteristics by darkness and under illumination

    BÜŞRA ZERDALİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YASEMİN ŞAFAK ASAR

  5. Tez No

    121203

    Application d'entrepot de donnee dans le domaine de gestion de systeme information

    Yönetim bilişim sistemi kapsamında veri ambarı uygulaması

    AKIN MUSTAFA HAPÇIOĞLU

    Yüksek Lisans

    Fransızca

    Fransızca

    2002

    Endüstri ve Endüstri MühendisliğiGalatasaray Üniversitesi

    PROF. DR. ETHEM TOLGA

Geri Dön