Beta radyasyonuna maruz bırakılan au/(PVA:gr)/n-si schottky diyotların elektrik ve dielektrik parametrelerinin incelenmesi
Investigation of electrical and dielectric parameters of au/(PVA:gr)/n-si schottky diodes exposed to beta radiation
- Tez No: 989529
- Danışmanlar: PROF. DR. SEMA BİLGE OCAK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Dielektrik davranışı, Dielektrik özellikler, Elektriksel özellikler, Grafen, Dielectric behavior, Dielectric properties, Electrical properties, Graphene
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, Au/%3 Grafen katkılı PVA/n-Si (MPS) tipi Schottky diyotlar elektro-eğirme yöntemi ile hazırlanmış ve beta radyasyonunun MPS yapısı üzerine elektrik ve dielektrik özellikleri araştırılmıştır. 1 MHz frekansında akım-voltaj (I-V), kapasitans-voltaj (C-V) ve kondüktans-voltaj (G/𝜔-V) ölçümleri alınmıştır. Alınan ölçümlerden ln(I)-V grafiğinin lineer bölgesinden faydalanılarak sıfır-beslem bariyer yüksekliği (𝛷B0), idealite faktörü (n) ve ters doyum akımı (I0) gibi diyot parametreleri beta radyasyonundan önce ve sonra elde edilmiştir. Ayrıca seri direnç (Rs), şönt direnç (Rsh) ve doğrultma oranı (RR) gibi diğer diyot parametreleri de hesaplanarak literatürle karşılaştırılarak yorumlanmıştır. n, 𝛷B0 ve Rs gibi diyot parametrelerinin radyasyona bağlı değişimlerini ikinci bir yöntem olarak Cheung fonksiyonları ile, 𝛷B0 ve Rs parametre değerleri üçüncü bir yöntem olarak Norde fonksiyonu ile hesaplandı. Bu üç yöntemle elde edilen sonuçlar karşılaştırılarak yorumlanmıştır. MPS yapısına ait beta radyasyonun C‒V ve G/ω‒V ölçümleri kullanılarak C-2‒V grafiğinden Fermi enerji seviyesi (EF), bariyer yüksekliği (ФB), verici katkı atom yoğunluğu (ND) ve tükenim tabakası genişliği (WD) gibi diğer diyot parametreleri de elde edilerek beta radyasyonunun MPS yapısı üzerine etkileri detaylı olarak incelenmiştir. Radyasyon yokken yüksek (1 MHz) ve düşük (1 kHz) frekans kapasitans (CHF-CLF) yöntemi ile radyasyondan önce ve sonra kapasitans (CAfter-CBefor) yöntemi kullanılarak 22 kGy beta radyasyon dozundan sonra arayüzey durum yoğunluğu (Nss) değerleri elde edilerek yorumlanmıştır. Ayrıca MPS yapısının dielektrik sabitinin (ɛˊ), dielektrik kayıp (ɛˊˊ), kayıp tanjantı (tan δ), ac iletkenlik (σac), elektrik modülüsünün gerçel (Mˊ) ve sanal (Mˊˊ) birleşenleri, empedansın gerçel (Zˊ) ve sanal (Zˊˊ) birleşenleri ile faz açısı (θ) gibi dielektrik özellikleri beta radyasyonundan önce ve sonra hesaplanmıştır. Sonuç olarak tüm elektrik ve dielektrik parametrelerinin beta radyasyonundan etkilendiği sonucuna varılsa da 0-22 kGy beta radyasyon dozu aralığındaki MPS yapısının çalışmasını önleyecek önemli bir kusur/bozulma tespit edilmemiştir. Ayrıca polimer tabakası, geleneksel yalıtkan tabakalar ile karşılaştırıldığında, daha az enerji gerektirmesinin yanı sıra esnek, ucuz ve molekül başına hafif olma gibi bazı avantajlara sahiptir. Dolayısıyla, polimer arayüzey tabakası kullanılarak hazırlanan MPS yapısı, uygulamalarda MIS/MOS tipi yapılar yerine başarılı bir şekilde kullanılabilirler. Üretilen MPS yapısından elde edilen yüksek dielektrik sabiti (ɛˊ̴ 408) üretilen yapıda daha fazla yük/enerji depolanabileceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, Au/3% graphene doped PVA/n-Si (MPS) type Schottky diodes were prepared by electrospinning method, and the electrical and dielectric properties of beta radiation on the MPS structure were investigated. Current-voltage (I-V), capacitance-voltage (C-V), and conductance-voltage (G/𝜔-V) measurements were taken at 1 MHz frequency. Using the linear region of ln(I)–V plot, diode parameters, the zero-bias barrier height (𝛷B0), ideality factor (n), and reverse saturation current (I0) were obtained before and after beta irradiation. Likewise, from the I–V characteristics, additional diode parameters, series resistance (Rs), shunt resistance (Rsh), and rectification ratio (RR) were determined and discussed in comparison with the literature. As a second approach, Cheung's functions were used to evaluate irradiation-induced changes in n, 𝛷B0, and Rs; as a third method, the Norde function was employed to determine 𝛷B0 and Rs. Results from the three methods were compared and interpreted. Using C-2‒V plots derived from the C–V and G/ω–V measurements of the MPS structure, further parameters, the Fermi level (EF), barrier height (ФB), donor density (ND), and depletion width (WD) were extracted to examine in detail the influence of beta irradiation. In the absence of irradiation, using the high (1 MHz) and low (1 kHz) frequency capacitance (CHF-CLF) method and, by employing the capacitance-difference method (CAfter-CBefore) before and after irradiation, the interface-state density (Nss) values after a 22 kGy beta irradiation dose were obtained. In addition, the dielectric properties of the MPS structure, such as the dielectric constant (ɛ′), dielectric loss (ɛ″), loss tangent (tan δ), ac conductivity (σac), the real (M′) and imaginary (M″) components of the electric modulus, the real (Z′) and imaginary (Z″) components of the impedance, and the phase angle (θ) were calculated before and after beta irradiation. In conclusion, although it was concluded that all electrical and dielectric parameters were affected by beta irradiation, no significant defect or degradation that could hinder the operation of the MPS structure was detected within the 0-22 kGy dose range. Moreover, compared to conventional insulating layers, the polymer layer offers several advantages such as lower energy requirements, flexibility, low cost, and light molecular weight. Therefore, MPS structure fabricated using a polymer interfacial layer can be effectively utilized in place of MIS/MOS-type structures in various applications. The high dielectric constant obtained from the fabricated MPS device (ε′ ≈ 408) indicates that the polymer interfacial layer can successfully replace conventional insulators and that the resulting MPS structure can store a larger amount of charge or energy
Benzer Tezler
- Disporsiyum katkılı çinko borat fosforların termolüminesans yöntemi kullanılarak dozimetrik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of dosimetric properties using thermoluminescence method of dysprosium doped zinc borate phosphors
DAMLA YAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiUludağ ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİL KÜÇÜK
- Bantlı ve siyah obsidyenin lüminesans özelliklerin incelenmesş
The investigation of luminescence properties of banded and black obsidian
HÜLYA AYDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Fizik ve Fizik MühendisliğiCelal Bayar ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RANA KİBAR
- The Catalyst Development for Space Propulsion Applications
Uzay itki sistemleri için katalizör geliştirme
NUR BER EMERCE YILDIZ
Doktora
İngilizce
2024
Kimya MühendisliğiKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ARİF KARABEYOĞLU
- Bir nötron jeneratörünün çoklu folyo analizi ile nötronik özelliklerinin belirlenmesi
Determination of the neutronic properties of a neutron generator by multiple foil analysis method
AYŞE KARAKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNükleer Araştırmalar Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSKENDER ATİLLA REYHANCAN
- Synthesis of poly(imide) siloxane block copolymer, structural characterization and comparison of irradiation effect in radiation shielding properties for flexible sheet and pelletized form
Poli(imid) siloksan blok kopolimerin sentezi, yapısal karakterizasyonu ve ışınlama etkisinin esnek levha ve peletleştirilmiş formlarında radyasyon zırhlama özelliklerinin karşılaştırılması
TÜRKAN DOĞAN
Doktora
İngilizce
2020
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN