Yarı iletkenler
59 theses under this subject heading
Spray pyrolysis yöntemi ile elde edilen Zn ilaveli CuInS2 filmlerinin bazı fiziksel özellikleri
Bu çalışmada, CuInS2 yarıiletken bileşiği içerisine %10-50 arasında değişen oranlarda Zn ilave edilerek Cu(Zn)InS2 filmlerinin bazı fiziksel Özellikleri incelenmiştir. Filmler spray pyrolysis yöntemiyle 225-275 °C taban sıcaklıklarında elde edilmiştir. Elde edilen filmlerin p-tipi oldukları ve yasak enerji aralığı değerlerinin 1,51-2,70 eV arasında değiştiği belirlenmiştir. Temel absorpsiyon spektrumlarından geçirgenlik, yansıma, kırılma indisi, sönüm katsayısı ve dielektrik sabitleri grafikleri çizilmiştir. X-ışını kırınım desenlerinden filmlerin chalcopyrite ve hegzagonal yapıda oldukları saptanmıştır. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) fotoğraflarından yüzey morfolojileri incelenmiştir ve filmlerin hemen hemen homojen yapıda oldukları görülmüştür. Anahtar Kelimeler: CuInS2, Yarıiletken, Spray Pyrolysis, Temel Absorpsiyon, Chalcopyrite
Kuantum sınırlı safsızlık atomlarının kullanıldığı THz dedektör yapıların MBE yöntemiyle büyütülmesi ve karakterizasyonu
Elektromanyetik tayfın Terahertz (THz) frekans bölgesinde çalışan algılayıcı sistemler çok geniş kullanım alanlarına sahiptir. Ancak sahip olduğu büyük potansiyele rağmen bu bölgede çalışan algılama sistemleri yeterli olgunluğa erişememiştir. Bu eksikliği gidermek için var olan sistemlere alternatif bir yaklaşımla kuantum kuyu içine yerleştirilen bir boyutta sınırlandırılmış safsızlık atomlarının hidrojenik enerji seviyeleri (1s, 2p±) kullanılarak kompakt THz algılayıcılar üretmek mümkündür. Bu çalışma, kuantum sınırlı safsızlık atomlarının dipol izinli geçişlerini (1s→2p±) esas alan THz algılama sistemlerinin MBE sisteminde büyütülmelerini ve yapılan optoelektronik karakterizasyonlarını kapsamaktadır. Öncelikle çoklu kuantum kuyu ve çift engel tınlaşım tünelleme yapılar üzerinden delta katkılama çalışmaları yapılmıştır. Çoklu kuantum kuyu örnekler için fotolüminesans (PL) ölçümleri ile ve çift engel tınlaşım tünelleme örnekleri için karanlık akım ve voltaj bağımlı PL ölçümleri ile karakterizasyonlar yapılmıştır. Delta katkılama için belirlenen parametreler kullanılarak çoklu kuantum kuyular üretilmiş ve uzak kızılötesi (FIR) bölgede soğurma ölçümleri yapılmıştır. Bu ölçümlerde p-tipi delta katkılanan örnekler için 1s→2p± geçişleri soğurma spektrumunda gözlemlenmiştir. Yanal aygıt tasarımına sahip aygıtlar için karanlık akım, fotoakım ve fototepki karakterizasyonları yapılmıştır ancak net bir tepki gözlemlenememiştir.
Yarıiletken aletlerin nümerik modellemesi
oz YÜKSEK LİSANS TEZİ YARIİLETKEN ALETLERİN NÜMERİK MODELLEMESİ M. izzettin YILMAZER ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ FİZİK ANABİLİM DALI Danışman: Y. Doç. Dr. Metin ÖZDEMİR Yıl: 1999, Sayfa: 98 Jüri: Y. Doç. Dr. Metin ÖZDEMİR : Prof. Dr. Yüksel UFUKTEPE : Doç. Dr. Ramazan ESEN Yarıiletken aygıtlar endüstrinin bir çok alanında kullanılmaktadır. Aygıtların elektrik ve optik özelliklerinin bilinmesi, kullanım alanlarının gelişmesine yardımcı olacaktır. Bu özelliklerin araştırılması laboratuar çalışmaları ile yapılabileceği gibi bilgisayar simülasyon yöntemleri kullanılarak da yapılabilir. Bu çalışmada yarıiletken malzemelerin nümerik olarak simülasyonunun nasıl yapılabileceğinin araştırılması ve böylece modelleme yardımı ile verilen bir yarıiletken aygıtın çeşitli koşullar altında karakteristiklerinin bulunması amaçlanmıştır. Ayrıca çeşitli malzeme parametrelerinin ve ortam koşullarının etkisi de incelenmiştir. Nümerik simülasyon yöntemi olarak Monte Carlo yöntemi kullanılmıştır. Bu yöntemi kullanmak için yarıiletken malzeme içerisindeki yük taşıyıcılarının malzeme içindeki çeşitli merkezlerle olan etkileşme biçimi bilinmeli ve böylece aygıt Monte Carlo yöntemi ile etkin şekilde modellenebilmektedir. Bu modelleme ile aygıtın performansının ve temel karakteristiklerinin taşıyıcı yoğunluğu; malzemenin safsızlık konsantrasyonu, modellemede kullanılan parçacık sayısı, ortamın sıcaklığı gibi parametrelere bağlılığı da araştırılmıştır. Ayrıca bu işlemler için gerekli olan Fortran programları da yazılmıştır. Monte Carlo yöntemi, birden fazla parçacığın aynı anda simule edilmesini sağladığı, malzeme özelliklerinin kolayca simülasyon programına eklenebilmesine izin verdiği ve ayrıca bütün uzayda çözülmesi gereken bir dalga fonksiyonu yazılmasını gerektirmediğinden uygun ve hızlı bir çözüm yöntemidir. Anahtar Kelimeler: Yarıiletken, Monte Carlo Metodu, Saçılma mekanizmaları, Simülasyon, Modelleme.
Yarıiletkenlerde fotoiletkenlik ölçümleri ve modellemesi
Bu çalışmada, kimyasal depolama metodu ile yapılan CdS ince film örneğinin fotoiletkenliğine, sıcaklığa bağlı olarak iletkenliğinin değişimine bakılmıştır. Ayrıca, CdS ince filminin aktivasyon enerjisi hesaplanmış,filmin elektriksel (Ea, p) ve optik özellikleri (%T, a, Eg) incelenmiştir. Anahtar kelimeler: Kimyasal Depolama Metodu, CdS, Aktivasyon enerjisi
Investigation of electrical properties of metal-polymer-semiconductor (MPS) structures depending on frequency and voltage
This comprehensive study presents an in-depth exploration of modified gold (Au) on silicon (n-Si) diodes. The modification was performed by applying a Polyvinyl Alcohol (PVA) interfacial layer onto the n-Si wafer using the spin coating method, thereby creating an Au/PVA/n-Si diode with a Metal-Polymer-Semiconductor (MPS) structure. The properties and characteristics of these diodes were investigated and evaluated under room temperature conditions at two frequencies, 5kHz and 5MHz. The study systematically addressed the analysis of the direct and reverse bias current-voltage (I-V), capacitance-voltage (C-V), and conductance-voltage (G/ω-V) characteristics of the modified diodes. Key electrical parameters such as the ideality factor (n), series resistance (Rs), shunt resistance (Rsh), and barrier height (ΦB) were obtained from these bias voltage I-V characteristics, providing critical insight into the functioning and performance of the modified diodes. A variety of methods were employed for the computation of these parameters, including Cheung functions, Ohm's law, and Norde's method. The calculated series resistance (Rs) values were obtained from these methods and their implications were duly examined. Further examination was conducted on the admittance, C-V and G/ω-V characteristics of the modified Au/PVA/n-Si diode. This was done under two sets of conditions - dark and illuminated. The primary electrical parameters including the thickness of the depletion layer width (WD) and the barrier height (ΦB(C-V)) were determined from the reverse bias C-2-V curves for both sets of conditions. In an enlightening revelation, the study found a strong correlation between the illumination conditions and the voltage-dependent Rs values. These were obtained using C-V and G/ω-V data under both dark and 100 mW/cm2 illumination conditions. This study firmly establishes that the I-V, C-V, and G/ω-V characteristics of the Au/PVA/n-Si diode are heavily influenced by illumination. The evidence from this research provides a substantial understanding of the behavior of MPS structures. This is not only significant from an academic perspective but is also set to influence real-world applications. It unlocks new possibilities for the wider application of these structures in the fields of electronics and optics, giving researchers, engineers, and technologists an enriched perspective and a practical edge.
SbSI kristalinin elektronik ve optik özellikleri: Yoğunluk fonksiyoneli teorisinin uygulaması
Bu tezde, yerel yoğunluk yaklaşımı (LDA) altında yoğunluk fonksiyoneli teorisi (DFT) ve ab-initio pseudo-potansiyel yöntem kullanılarak, ferroelektrik-yarıiletken SbSI kristalinin hem paraelektrik hem de ferroelektrik fazlarda elektronik ve optik özellikleri incelenmiştir. Her iki fazda da SbSI kristalinin dolaylı yasak bant aralığına sahip olduğu (paraelektrik ve ferroelektrik fazlarda sırasıyla 1.45 eV ve 1.49 eV) ve en küçük doğrudan yasak bant aralığının (paraelektrik ve ferroelektrik fazlarda sırasıyla 1.56 eV ve 1.58 eV), Brillouin bölgesinin S simetri noktasında olduğu görülmüştür. Ayrıca paraelektrik fazdan ferroelektrik faza doğru gerçekleşen birinci tür faz geçişinin (faz geçiş sıcaklığı yaklaşık 22 dir) yasak bant aralığının doğasını değiştirmediği gözlenmiştir. Paraelektrik ve ferroelektrik fazlarda SbSI kristalinin toplam durum yoğunlukları hesaplanmıştır. Her iki fazda foton enerjisinine bağlı lineer dielektrik fonksiyonlar ve soğurma katsayısı, sönüm katsayısı, kırılma indisi, enerji-kayıp fonksiyonu, yansıtıcılık ve optik iletkenlik gibi bazı optik sabitler hesaplanmıştır. Valans elektronlarının etkin sayısı ve etkin optik dielektrik sabiti de her iki faz için hesaplanmıştır. Ayrıca ferroelektrik fazda SbSI kristalinin foton enerjisinine bağlı ikinci mertebeden duygunluk tensörünün bazı bileşenleri hesaplanmıştır. Co Anahtar Kelimeler: SbSI, ferroelektrik-yarıiletken, elektronik yapı, optik özellikler, yoğunluk fonksiyoneli teorisi.
Ultrashort pulse generation by gain switching
In this work, ultrashort pulse generation by gain switching in semiconductor lasers is modelled. The model is based on multi- mode rate equations which are numerically solved by using Runge-Kutta-Fehlberg method. Although the standard parameters are taken for 1.3 fim InGaAsP ridge-wavaguide laser, rate equations are derived in an extended form to be used in the modelling of any semiconductor laser. The important laser diode parameters such as gain compression, Auger recombination and nonradiative recombination are taken into account. In addition, parameters depending on the semiconductor laser dimensions are also included to investigate the effects of laser diode dimensions on the output pulse duration. Short duration optical pulses are generated by applying different electrical signals to the semiconductor laser with the help of this model. Among the parameters whose effects on the pulse duration are identified, gain compression, laser diode length, gain constant and iiiAuger recombination are found to be the most important ones. Comparison of the results with the previous works indicates that single-mode rate equations can not adequately model the generation of ultrashort pulses from laser diodes operating in multi-mode, especially for the lasers having large gain compression or small gain constant. Key words: semiconductor laser, gain switching, IV
Polimer arayüzey kullanılarak hazırlanan Au/P3HT:F4-TCNQ/n-Si Schottky bariyer diyotun frekansa bağlı elektrik ve dielektrik özelliklerinin incelenmesi
Son yıllarda organik polimer malzemeler araştırmaların odağı haline gelmiştir. Organik malzemelerin yarıiletken teknolojisinde bu kadar öne çıkmasının sebepleri; düşük sıcaklıklarda çalışma imkanı sunması, düşük maliyetle kolay üretilebilir olmaları, geniş yüzeylere büyütülebilir olmaları ve üretilen cihazların yüksek verimliliğe sahip olmalarıdır. Bu özelliklerinden dolayı organik malzeme ile yapılan bir çok çalışmanın sonucu olarak, organik alan etkili transistör (OFET), organik ince film transistör (OTFT), Schottky bariyer diyot (SBD) ve organik ışık yayan diyot (OLED) gibi bir çok elektronik cihazın üretimi yapılmaktadır. Günümüzde kullanılan elektronik cihazların çoğunda bulanan diyot teknolojisinde ise SBD oldukça büyük yer kaplamaktadır. SBD'leri diğer diyotlardan daha çok tercih edilmesinin nedeni ise; tepki sürelerinin çok daha hızlı olması, yüksek frekans değerlerinde anahtarlama özelliğini kaybetmemesi ve daha düşük voltaj ile iletime geçebilmeleridir. Bu tez çalışmasında, altın/poly (3-hexylthiophene):2,3,5,6-tetrafluoro- 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (P3HT:F4:TCNQ)/n-tipi silisyum (Au/P3HT:F4-TCNQ/n-Si) metal-polimer-yarıiletken (MPY) SBD yapının dielektrik özellikleri incelenmiştir. Kapasitans-voltaj (C-V) ve iletkenlik-voltaj (G/w-V) ölçümleri, -10 V – +10 V voltaj aralığında, 10 kHz – 2 MHz frekans aralığında, oda sıcaklığında ve karanlıkta gerçekleştirilmiştir. Kapasitans ve iletkenlik değerlerinden yararlanılarak direnç (Ri) ve arayüzey durum yoğunluğu (Nss) parametreleri elde edilmiştir. Frekans arttıkça direnç eğrilerindeki piklerin şiddetinin ve Nss değerlerinin azaldığı görülmektedir. Frekans ve voltaja bağlı dielektrik sabiti (ε'), dielektrik kayıp (ε''), ac iletkenlik (σac), kayıp tanjantı (tanδ), gerçel ve sanal elektrik modülleri (M' ve M'') C-V ve G/w-V ölçümleri kullanılarak elde edilmiştir. Elde edilen deneysel sonuçlar doğrultusunda Au/P3HT:F4-TCNQ/n-Si MPY SBD için ε', ε'', σac, M' ve M'' parametrelerinin frekansa bağlı olduğu görülmüştür. Frekans değerlerinin artmasıyla birlikte Au/P3HT:F4-TCNQ/n-Si SBD'nin ε' ve ε'' parametreleri azalırken, σac, M' ve M'' parametreleri artış göstermektedir. Öte yandan, frekans arttığında tanδ neredeyse sabit kalmıştır. Sonuç olarak, Au/P3HT: F4-TCNQ/n-Si MPY SBD için σac, ε', ε'', M' ve M'' parametrelerinin frekansa güçlü bir şekilde bağlı olduğu görülmektedir.
NİO: ZNO / CDO kompozit fotodiyotların sol-jel yöntemi ile üretilmesi ve karakterizasyonu
Bu çalışmada, farklı molar oranlarda NiO:CdO ve NiO:ZnO ince filmler Alüminyum (Al) omik kontaklı p-Si üzerinde oluşturuldu. Kaplama yöntemi olarak sol-jel döndürerek kaplama yöntemi kullanıldı ve kaplama işlemi dinamik modda gerçekleştirildi. Fiziksel bir maske kullanılarak termal buharlaştırma yöntemi ile ince filmler üzerinde Al üst kontaklar meydana getirildi. Tüm bu işlemlerden sonra Al/NiO:CdO/p-Si/Al ve Al/NiO:ZnO/p-Si/Al kompozit esaslı fotodiyotlar üretilmiş oldu. Üretilen ince filmleri oluşturan fazların tayini için X-ışını kırınımı (XRD) analizi gerçekleştirildi. İnce filmleri oluşturan yapıların morfolojileri farklı büyütmelerde alan emisyon taramalı elektron mikroskobu (FE-SEM) ile araştırıldı. İnce filmleri meydana getiren elementler enerji dağıtıcı X-ışını spektroskopisi (EDX) ile belirlendi. Üretilen fotodiyotların fotodiyot parametreleri akım-gerilim (I–V), kapasite-gerilim (C-V), iletkenlik-gerilim (G-V), geçici fotoakım-zaman (I–t) ve geçici fotokapasite-zaman (C–t) ölçümleri ile araştırıldı. I-V analizleri karanlık ve farklı ışık şiddetleri altında (20 - 100 mW/cm^2) ve I-t analizleri ise sadece 20 - 100 mW/cm^2 arasında değişen ışık şiddetlerinde gerçekleştirildi. C-V, G-V ve C-t ölçümleri farklı frekans değerlerinde (10 kHz - 1 MHz) gerçekleştirildi. NiO:CdO ve NiO:ZnO ince filmler başarıyla üretildi ve tüm ince filmlerin nanoyapılardan meydana geldiği görüldü. Al/NiO:CdO/p-Si/Al ve Al/NiO:ZnO/p-Si/Al kompozit esaslı fotodiyotların doğrultma davranışı gösterdiği tespit edildi. Fotoakım değerlerinin ışıktan etkilendiği ve ışık yoğunluğu arttıkça yükseldiği belirlendi. Üretilen tüm fotodiyotların ışığa karşı hassas oldukları tespit edildi. En yüksek fototepki değeri NiO:ZnO oranı 3:1 olan Al/NiO:ZnO/p-Si/Al kompozit esaslı fotodiyotta 3.12 x 10^3 olarak elde edildi. Üretilen fotodiyotların elektriksel ve fototepki özelliklerinin NiO:CdO-ZnO oranları ile değiştirilebileceği ve kontrol edilebileceği görüldü. Al/NiO:CdO/p-Si/Al ve Al/NiO:ZnO/p-Si/Al kompozit esaslı fotodiyotların seri direnç ve arayüz durum yoğunluklarının frekanstan ve NiO:CdO-ZnO oranından etkilendiği belirlendi. Yapılan tüm karakterizasyonlar neticesinde, üretilen cihazların optoelektronik sistemlerde fotokapasitör ve fotodiyot olarak kullanım alanı bulabileceği sonucuna varıldı.
Al, Ni, Er ve Tb elementleri katkılanmış 1 boyutlu ZnO nanoçubukların sentezlenmesi, karakterizasyonu ve CO2 gazı algılama özelliklerinin incelenmesi
Sol-gel yöntemi kullanılarak elde edilen ZnO ince film çekirdekleyici tabaka olarak kullanılarak hidrotermal yöntemle 1D ZnO nanoyapılar elde edilmiştir. Elde edilen yapılara geçiş metali olarak alüminyum ve nikel, nadir toprak elementi olarak ise erbiyum ve terbiyum elementleri ağırlıkça %1, 3, 5 ve 7 oranlarında katkılanmıştır. Yapısal incelemelerde saf numuneye oranla katkılı numunelerin kristalografik yapılarında iyileşme görülmüştür. Numunelerin yüzey morfolojilerinin katkı ile değiştiği taramalı elektron mikroskobu ile belirlenmiştir. Yüzey morfolojilerinde katkı elementi ve oranına bağlı değişimler oluşması numunelerin farklı amaç ve uygulamalarda kullanılabilir hale getirebilmektedir. Optik özelliklerin incelenmesi için UV spektrofotometre ve PL analizleri kullanılmıştır. Üretilen numunelerin optik geçirgenliklerinin genellikle katkı ile azaldığı gözlenmiş olup buradan hesaplanan yasak enerji bant değerleri incelenmiştir. Tüm numunelerin CO2 gazı algılama özelliklerinin belirlenmesi için öncelikle sabit gaz konsantrasyonunda en uygun çalışma sıcaklıkları belirlenmiş ve dinamik gaz ölçümleri yapılmıştır. 1, 5, 10, 25, 50 ve 100 ppm CO2 gaz konsantrasyonlarında yapılan dinamik ölçümler sonucunda tüm numunelerin kabul edilebilir duyarlılık gösterdiği sonucuna varılmıştır. Yapılan ölçümlerde %5 katkılı AZ5, EZ5, NZ5 ve TZ5 numunelerinin diğerlerinden daha yüksek duyarlılık sergiledikleri görülmüştür. Dinamik ölçümlerden alınan veriler kullanılarak numunelerin yanıt ve geri dönüş süreleri hesaplanmıştır. Tüm numuneler içerisinde NZ5 numunesinin en yüksek duyarlılık ve en iyi yanıt-geri dönüş zamanlarına sahip olduğu sonucuna varılmıştır.
Sensör uygulamaları için farklı kalınlıklarda oluşturulan zno nano ince filmlerin Schottky engel diyotlar üzerine etkisi
Tez çalışması kapsamında, Schottky engel diyotu olarak bilinen AuPd/n-GaAs ve Ag/n-GaAs metal-yarıiletken yapılara çeşitli kalınlıklarda ZnO oksit tabakası kaplandı. Ayrıca, AuPd ve Ag kontaklı olarak iki grup halinde üretilerek elektriksel özellikleri incelendi. n-GaAs alttaş üzerine RF kopartma yöntemi kullanılarak çeşitli kalınlıklarda (25, 50, 100, 175 ve 250 nm) ZnO ince film kaplandı. İki farklı Schottky kontağı oluşturuldu. İlk Schottky kontak olarak DC kopartma yöntemi kullanılarak AuPd Schottky ve omik kontaklar oluşturuldu. Diğer Schottky kontak için ise gümüş pasta damlatılarak Ag kontak oluşturuldu. ZnO filmin kalınlıkları SEM ölçümleri ile tespit edildi. Akım-gerilim (I-V) ölçümleri gerçekleştirildi ve Schottky diyot performansı incelendi. I-V ileri ve geri bölgelerini termiyonik emisyon teorisi, Ohm yasası, Cheung ve Cheung metodu ve modifiye edilmiş Norde metoduna göre analiz eden Labview tabanlı yazılım geliştirildi. Bu sayede doyma akımı (Io), idealite faktörü (n), potansiyel engel yüksekliği (ϕB), seri direnç (Rs) ve şönt direnci (Rsh) parametreleri hesaplandı. 25 nm ve 50 nm ZnO kaplı Schottky diyotların en iyi performansı gösterdiği gözlendi.
Yarı iletken metal oksit karışımların fotosensör duyarlılığına etkisi
Çinko Oksit (ZnO) ve Titanyum Dioksit (TiO2) metal oksit olarak sıklıkla kullanılan, elektriksel ve optik açıdan kendilerini ispatlamış yarı iletkenlerdir. Literatürde ZnO ve TiO2 metal oksit yarı iletkenleri için birçok fotosensör uygulaması görülse de kompozit tabanlı fotosensörlerle ilgili çalışmaların sayısı azdır. Özellikle ZnO:TiO2 kompozit arayüzü ile üretilen fotosensör uygulamaları ile ilgili literatürde çok fazla yapılmış çalışmaya rastlanmamıştır. Bu bağlamda aynı kompozitte iki yarı iletkenin üstün özelliklerinin sol-jel yöntemiyle birleştirilmesi, çalışmamıza özgün ve yenilikçi bir bakış açısı kazandıracaktır. Bu çalışmada farklı oranlarda ZnO:TiO2 kompozit yarı iletkeni kullanılarak yüksek duyarlılığa sahip fotosensörlerin üretimi amaçlanmıştır. Öncelikle ZnO, TiO2 metal oksit yarı iletkenleri, farklı hacimlerde sol-jel metotla sentezlenmiştir. Fotosensörlerin aktif tabakası oluşturulurken ve döndürerek kaplama tekniği kullanılmıştır. Ayrıca üretilmiş ince filmlerin elektriksel, yapısal ve mineralojik özellikleri araştırılıp, literatür ile karşılaştırma da yapılmıştır. Elde edilen karakterizasyon verileri ile bazı elektriksel parametreler hesaplanmıştır. Yapılan hesaplamalara göre kompozit esaslı yarı iletken fotosensörlerin elektriksel ve optik açıdan uyumlu olduğu saptanmıştır.
Yarı iletken nanoparçacık sentezinde yöntem geliştirme ve analitik uygulamaları
Yarı-iletken nanokristallerin, CdSe ve CdTe, sulu ortamda ve oda sıcaklığında hidrür oluşturma düzeneği ile sentezine yönelik yöntem önerilmiştir. Önerilen ve literatürden alınan yöntemler ile sentezlenmiş yarı-iletken nanoparçacıklar öncelikle luminesans spektroskopisi ile karakterize edilmiştir. Dar bantlı floresans emisyon spektrumuna sahip olan yarı-iletken nanokristallerin, transmisyon elektron mikroskobu, taramalı elektron mikroskobu ve enerji dispersif X-ray analizi ile daha detaylı karakterizasyonları yapılmıştır. Kuantum noktacığı özelliği taşıyan CdTe, bifonksiyonel nanokompozit, CdTeFe3O4, sentezinde ve analitik uygulamalarda kullanılmıştır. Bifonksiyonel nanokompozit materyalin parçacık boyutu 12,5 nm olarak ölçülmüştür. Manyetik özellikleri ve kristal yapısı incelendiğinde, 8 emu/g manyetizma ile karakteristik süper-paramanyetik davranışı, maksimum emisyon dalga boyu 702 nm'de, 75 nm etken bant genişliği ile quantum noktacığı özelliği gösterdiği gözlenmiştir.Klasik yöntemle sentezlenen CdTe, analitik uygulama olarak su numunelerinde cıva, farmasötik preparatta tiyomersal, dekstroz numunesinde gilkoz ve serum numunesinde üre tayinine uygulanmıştır. Tayinlerde cıva tiyomersal ve glikoz için kuantum noktacıklarının floresans sinyali izlenirken üre tayininde fosforesans sinyali izlenmiştir. Cıva tayininde doğrusal aralık 4 x 10-7- 20 x 10-7 M gözlenebilme sınırı 0,6x 10-10 M, tiyomersal tayininde doğrusal aralık 8 - 80 mg/L gözlenebilme sınırı 1,5 mg/L, glikoz tayininde doğrusal aralık 5 x10-4 -50 x10-4 M gözlenebilme sınırı 5 x 10-5 M, üre tayininde ise doğrusal aralık 4-40 mg/L, gözlenebilme sınırı 0.54 mg/L olarak bulunmuştur. Tayinlerde doğruluk cıva için geri kazanım ile glikoz ve tiyomersal için etiket değerleri ile üre için ise referans yöntem ile test edilmiştir. Ardışık ölçümlerin kesinliği yüzde bağıl standart sapma cinsinden % 5 in altındadır.Anahtar Kelimeler : Kuantum noktacıkları, kadmiyum tellür, civa, glikoz, üre
Au/SİO2/n-Sİ (MIS) yapının elektrik ve dielektrik karakteristiklerinin sıcaklığa bağlı incelenmesi
Bu çalışmada, Au/SiO2/n-Si (MIS) yapıların elektrik ve dielektrik özellikleri 1 MHz'de 120-400 K sıcaklık aralığında incelendi. Sıcaklık bağımlılığı; elektriksel iletkenlik (sac) ve özdirenç (?ac), dielektrik sabiti (?'), dielektrik kayıp (?''), kayıp tanjant (tan?), elektrik modülüsün reel ve gerçek kısımları (M' and M") kapasitans-voltaj (C-V) ve iletkenlik-voltaj (G/w-V) ölçümlerinden elde edildi. ?', ?'' ve sac değerleri, 280-400 K sıcaklık aralığında artan sıcaklıkla üstel olarak artmaktadır. Diğer taraftan bu değerler 120 K-240 K sıcaklık aralığında hemen hemen sabit kalmaktadır. Buna ilaveten deneysel dielektrik verileri elektrik modülüs formalizmi dikkate alınarak analiz edildi. Lnsac - 1000/T grafiği düşük (120-240 K) ve yüksek (280-400 K) sıcaklık aralığında farklı eğimli iki lineer bölge vermektedir. İki farklı iletim mekanizması için aktivasyon enerjisi değerleri, düşük ve yüksek sıcaklıklar için sırasıyla 4 meV ve 201 meV olarak bulundu.
Fabrication of junctionless silicon nanowire transistors via mix and match patterning based on field emission scanning probe lithography
Silicon nanowires (Si NWs) are one-dimensional nano-architectures that have been the promising focus of the semiconductor industry thanks to their broad application areas and various competencies. Due to their remarkable capabilities in actuating and sensing with high sensitivity in the nano-Newton range, they are highly favorable for integration into microelectromechanical systems (MEMS) and nanoelectromechanical systems (NEMS). Moreover, in the last decades, they have gained a great attraction as junctionless (JL) Si NW transistors in different advanced applications such as molecular detection. In this study, to overcome the inaccessibility and difficulties of current nanofabrication technologies, field-emission scanning probe lithography (FE-SPL) was utilized as the alternative and cost-effective solution for the fabrication of JL Si NW transistors. FE-SPL, followed by cryogenic reactive-ion etching (RIE), facilitates the patterning of nanostructures and their fabrication anisotropically with a critical dimension (CD) of below 10 nm. Furthermore, proximity effects in lithography are diminished thanks to the exposure taking place through low-energy secondary electrons in FE-SPL. In this study, a p-type highly doped silicon-on-insulator (SOI) substrate was utilized with a Si device layer (DL) thickness of 12 nm, buried oxide (BOX) layer thickness of 25 nm, and <100> surface orientation. Firstly, by employing conventional photolithography and RIE, 16 separate devices with their center regions and contact pads were formed in a four-to-four array on the DL of the SOI sample. Secondly, by performing maskless and aligned photolithography and RIE, the micro-scale features of the design were patterned and transferred into the sample. As the critical process, FE-SPL was performed to pattern Si NWs along the <110> direction and their lateral gate electrodes on a very thin photoresist (PR), AZ Barli II, with a thickness of less than 25 nm. As the final process, the etching of nano-scale features was carried out through cryogenic RIE. The purpose of this study was to develop a novel and advanced fabrication technology, FE-SPL-based mix-and-match fabrication of JL Si NW transistors. Thanks to the feasibility of this technology, the performance parameters of JL Si NW transistors can be studied with various design possibilities in geometry and doping concentration of the NW channel. Furthermore, it is possible and promising to characterize mechanically and electronically these NWs fabricated as a junctionless resonator and an electromechanical switch by releasing the NWs with HF vapor etching of the BOX layer.
III-V grubu bileşiklerin elektrik / elektronik özelliklerine dislokasyonların elastik zorlanma enerjisinin etkisinin incelenmesi
Bu çalışmada. n-GaAs(l 00) düzlemine salıip yarı iletken taban kullanıldı ve 300 K de yüzey üzerine farklı indentasyonlar uygulanarak 60° dislokasyonlar oluşturuldu. İlk olarak, n-GaAs(100) yan iletken taban 1 ; HN03. 2 ; H20 çözeltisinde 20 °C de 15 dakika kimyasal olarak dağlandı. Optik ve elektron mikroskopik incelemeden dislokasyon yoğunluğu 5xl09 nr2 olarak bulundu. 100 gr, 200 gr ve 300 gr indentasyon uygulandıktan sonra dislokasyon yoğunlukları sırasıyla 8.15xl014 m-2, 32.89xl014 m-2, 74.21xl014 m"2 bulundu. İndentasyon ile oluşturulan 60° dislokasyonun birim uzunluğu başına enerjisi bilgisayar programı kullanılarak 84 mJ/m2 olarak hesaplandı. Indentasyonlu ve indentasyonsuz n-GaAs(100) yüzeyleri üzerine metal yan iletken kontaklar yapıldı, indentasyon ve 60° dislokasyonların etkisini belirlemek için 300 K ve 77 K sıcaklıklarında I-V ve C-V karakteristikleri incelendi İndentasyonsuz numunede engel yüksekliği, tyBa ; difözyon potansiyeli }Vd ; taşıyıcı yoğunluğu, Nd ; fazlalık kapasitesi " C0 ; Schottky diyod seri direnci " R ; idealite faktörü n sırasıyla0.68eV, 0.8 eV, 2.25x1ü23 nr3, llOpF, 22.3 ohm, 1.119 olarak bulundu. Indentasyonlu metal-yarı iletken kontaklar için I-V ve C-V karakteristiklerinden 300 K de ({^, Vd, Nd. C0. R, n değerleri sırasıyla 0.70-0.95 eV. 0.92-1.25 eV » 2.19x1023 -1.92xl023 m'3, 230-295 pF, 47-101 ohm, 1.3-2.38 olarak ve 77 K de ise «^, Vd. Nd. C0 değerleri sırasıyla 0.90-1. 15 eV, 1.05-1.32 eV, 1.86xl022 -1.39X1022 m'3, 240-340 pF olarak bulundu. Bu sonuçlardan, indentasyon oranı arttıkça <^, Vd, C0, R ve n değerlerinin arttığı ve Nd hin azaldığı görüldü. I-V ve C-V karakteristiklerinde dislokasyon yoğunluklan ve indentasyon oranı ile ilişkili histeresizler gözlendi. Ayrıca artan dislokasyon yoğunluğu ve indentasyon oranı ile yarı iletkenin fermi düzeyi üzerindeki enerji aralığında bir artışm olduğu belirlendi ANAHTAR KELİMELER : Dislokasyon, Schottky kontak, m - V grubu bileşik. GaAs, Metal-yarı iletken kontak Engel yüksekliği.indentasyon
Metal-yalıtkan-metal ve metal-yalıtkan-yarıiletken yapılar için ince yalıtkan tabakaların üretilmesi, karakterizasyonu ve uygulaması
Yüksek frekans elektroniği ve GHz-THz bölgede enerji çevrimi uygulamalarında arkma (tünelleme) temelli aygıtlar önem arz eder. Arkma olasılığının yüksek olması için bu aygıtlardaki yalıtkan tabakaların kalınlıkları 10 nm altında üretilmek durumundadır; bu da yaygın kullanımlarına engel teşkil eden çeşitli sorunları beraberinde getirir. Çalışmada bu engellerin neler oldukları ve nasıl ölçülebilecekleri üzerine bilgi verilmiştir. Bu aygıtların işleyişinin anlaşılması için bir benzetim (simulasyon) hazırlanmıştır. Malzemenin özündeki ve aygıt yapısı içerisinde bulunmasından kaynaklı sorunlar açıklanmış; üretim kusurları ve aygıt davranışı incelenmiş; başarılı aygıtlardan GHz bölgede enerji çevrimi uygulaması hazırlanmıştır. Ark diyotun yaygın kullanımı için üretim sorunlarına çözüm önerileri belirtilirken, farklı bir aygıt düşüncesi de sunulmuştur.
Nb katkılı TiO2 ince filmlerin üretilmesi ve boya duyarlı güneş hücrelerine uygulanması
Bu tez çalışmasında yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş enerjisinin doğrudan elektrik enerjisine dönüştürülmesinde kullanılan boya duyarlı güneş hücresi, yapısına engelleyici katman eklenerek elde edilmiştir. Engelleyici katman olarak katkısız ve Niyobyum (Nb) katkılı TiO2 ince filmler, FTO kaplı cam taban üzerine daldırarak kaplama yöntemi ile elde edilmiştir. Katkılama, %1, %3, %5 ve %7 hacim oranlarında yapılmıştır. Elde edilen engelleyici katmanların yapısal, optik ve yüzey özellikleri incelenmiştir. Mezogözenekli metal oksit olarak TiO2 film FTO taban üzerinde doktor blade yöntemi ile elde edilmiştir. Mezogözenekli TiO2 (m-TiO2) filmin yapısal, optik ve yüzey özellikleri incelenmiştir. FTO/m-TiO2 film yapısı hazırlanan N719 boya çözeltisine daldırılarak farklı sürelerde en yüksek soğurma gösteren çalışma yapı belirlenmiştir. Belirlenen boyaya daldırma süresi, FTO/Engelleyici katman/m-TiO2 yapısına uygulanmış ve fotoelektrotlar elde edilmiştir. Bu şekilde elde edilen fotoelektrotlarının optik özellikleri incelenmiştir. Karşıt elektrot olarak Pt film, doktor blade yöntemi ile FTO kaplı cam taban üzerinde elde edilmiş, yapısal ve optik özellikleri belirlenmiştir. Fotoelektrot ve karşıt elektrot kapalı hücre yöntemi ile birleştirilerek Nb katkılı boya duyarlı güneş hücresi elde edilmiştir. Boya duyarlı güneş hücresinin AM 1.5 aydınlatma altında I-V ölçümü incelenmiştir. I-V ölçümlerinde, kullanılan engelleyici katmana göre verim değerlerinin değiştiği belirlenmiştir. En yüksek verim %4,68 ile %3 Nb katkılı TiO2 engelleyici katman film kullanılan boya duyarlı güneş hücresinden elde edilmiştir. Yüksek verim, %3 Nb katkılı TiO2 filmin yüksek optik geçirgenliğe ve yüksek yüzey pürüzlülüğüne sahip olması ile ilişkilendirilmiştir.
Fabrication of Al/Gd2O3/P-Si/Al diodes and evaluation of electrical parameters under irradiation
The present study focused on the crystal structure, morphology, dielectric and electrical properties of n-type gadolinium oxide (Gd2O3) on p-type Czochralski-grown monocrystalline (CZ) silicon (100) wafers (CZ-pSi) as well as on glass, and determination of gamma rays' effects on Gd2O3/(CZ-pSi) diodes. The growth of the Gd2O3 layers was carried out by pulsed laser deposition technique (PLD) using altered laser energies (500, 600, 700, 800 and 900 mJ). Several Gd2O3/(CZ-pSi) diode samples were fabricated at room temperature and pressure (3.3 x10-2 Pa). The front and rear Al metal contacts were added to finalize Al/Gd2O3/(CZ-pSi)/Al devices. The surface morphology of the Gd2O3 layers was determined by AFM imagining. Surface roughness root mean square (RMS) calculations revealed that spherical shaped particles ~20-30 nm in diameter are present on the surface. The pulse laser energy has enormous effect on the grow of Gd2O3 layers, their particle sizes, deposition rates and surface morphology. Therefore, the membrane thickness decreases with increasing applied laser power to the target formed on the silicon wafer. UV-Vis studies displayed that the band structure for Gd2O3 layers on glass with substantial absorption at 290 nm has been formed the largest bandgap 3.46 eV for Gd2O3 film deposited at 800 mJ laser energy. Current-Voltage (I-V) measurements of the as-synthesized Al/Gd2O3/(CZ-pSi)/Al diodes were carried out for different laser power before irradiation. Other than a tiny increase in the semi-logarithmic representation at the beginning of the curves all curves indicate similar and typical leakage current behavior through oxides. All curves have a steeper rise above a certain voltage suggesting a change in the predominant charge transport mechanism. The capacitance-voltage (C-V) measurements of Gd2O3 films with different laser energies show similar behavior in frequency-dependent measurements. The capacitance values of Al/Gd2O3/(CZ-pSi)/Al diodes declined until -3V (totally depleted voltage). According to the findings the junction capacitance is inversely proportional to the reverse biased and directly proportional to the active voltages of Al/Gd2O3/(CZ-pSi)/Al diodes. Electrical property changes were evaluated under the influence of gamma ray radiation doses (3, 6, 12, 18, 24, 30, 36, 42 and 50 Gy) using Co-60 as the gamma ray source for Gd2O3/(CZ-pSi) deposited in 500 mJ laser energy at the frequency of 100 kHz. In the I-V curves, it was revealed that the current started to decrease with increasing radiation doses and continued to decrease in the direction of approaching zero with increasing radiation doses. In C-V curves, it turned out that there is a continuous shift in curves to the right of the pre-radiation curves which remains and increases with increase of radiation doses. The magnitudes of oxides capacitance shift up as the doses varies from 0 to 50 Gy. A specific sensitivity value was determined to be 44.8 ± 2.9 mV/Gy for 50 Gy dose.
In0.51Ga0.49As ve In0.60Ga0.40As yarıiletkenlerinde mobilite hesaplamaları
Bu çalışmada Ino.51Gao.49As ve Ino.60Gao.40As yarıiletkenlerinde bireysel dislokasyon saçılmasından kaynaklanan Hail mobilitesi hesaplandı. İlgili yarıiletkenlerde muhtemel saçılma mekanizmalarının tümünü içeren ISBE ile toplam mobilite hesaplandı. Hesaplama sonuçlarının deneysel sonuçlarla uyumlu olduğu bulundu. Bilim koduAnahtar kelimeler Sayfa adedi Tez yöneticisi 500.10.02 ISBE, Mobilite, Saçılma mekanizmaları
Harici optik geribeslemeli yarı iletken lazerlerde kaos
Bu çalışmada, harici optik geribeslemeli yarıiletken lazerler için, lazer oran denklemleri çözülerek kaotik bölge davranışları incelenmiştir. Nümerik çözümler sonucunda, parametrelere bağlı olarak, nonlineer sistemin kaosa girdiği görülmüştür. Kaotik bölgedeki parametre değerlerinin kullanılmasıyla sistem kaosa gitmektedir ve böylece kaotik çekiciler ortaya çıkmıştır. Parametre değerlerinin, kaotik bölgenin dışında alınmasıyla sistemin kaos bölgesinden çıktığı ve kararlı bir durum aldığı görülmüştür. Bilim Kodu : 626.05.01 Anahtar Kelimeler : Lazer, Kaos, Optik
Bazı yarıiletkenler için kuvvet-uyum metodu kullanarak Stillinger-Weber tipi atomlararası etkileşme potansiyelinin parametrelerinin hesaplanması
Bu çalışmada Kuwet-Uyum (KU) metodu Stillinger-Weber (SW) tipi atomlararası etkileşme potansiyeline uygulandı. KU metodu bir sayısal optimizasyon işlemi içerir. Bu işlem çok parametreli potansiyellerden türetilen kuvvetleri, klasik bir potansiyel ile türetilen ab initio kuvvetlerine mümkün olduğu kadar yakın eşleştirme yapar. Bu metot kullanılarak ideal elmas yapılı 216 atomlu kristal bulk Si ve Ge için çalışmalar yapıldı. Hesaplamalarda öncelikle örgünün toplam enerjisi değerlendirildi. Atomların en kararlı periyodik düzeninin parametreleri değiştirilerek, elmas yapılı yarıiletken atomlarının Stillinger-Weber kuvvetleri ab initio kuvvetlerine fit edildi. Si için yaptığımız çalışma daha önceden Stillinger - Weber tarafından yapılan çalışma ile, Ge için bulunan sonuçlar ise, Ding-Andersen tarafından yapılan çalışma ile uyum içinde olduğu görüldü. Bulunan parametreler yardımıyla, Si ve Ge elementlerinin bazı termodinamik ve yapısal özellikleri incelendi, çift ve radyal dağılım fonksiyonlarının analizleri yapıldı. Bilim Kodu : 404.05.01 Anahtar Kelimeler : S-W Potansiyeli, Kuvvet Uyum Metodu, ab initio Kuvveti, Si, Ge, PDF, RDF.
Güneş pillerinde arayüzey durumlarının C-V karakteristiklerine etkisi
Metal-yalıtkan-yaniletken (MYY) güneş pillerinde arayüzey durumlarnnn ve seri direncin etkisi detaylı olarak çalışıldı. Numunelerde oksit tabakası termal olarak büyütüldü. Al-Si02-pSi Metal-yalıtkan-yaniletken (MYY) güneş piUerinin kapasitans-voltaj(C-V) ve iletkenlik-voltaj(G-V) karakteristikleri 20 kHz - 1 MHz frekans aralığında ölçüldü. MİS tipi güneş pilleri ideal olmayan kapasitans-voltaj(C-V) karakteristikleri gösterdi. Sonuç olarak seri direncin frekansa bağlı olarak değiştiği ve artan frekansla azaldığı gözlendi. İdeal olmayan bu davranışlar MYY güneş pilindeki yüksek arayüzey durumlannm büyüklük ve dağılımına atfedildi. Bilim kodu : 404.05.01 Anahtar kelimeler :Metal-yahtkan-yaniletken, ideal olmayan davranışlar, seri direnç, Schottky engeli Sayfa adedi : 55 Tez yöneticisi : Yrd.Doc.Dr. Şemsettin ALTINDAL
Yüksek hızlı ölçümler için yarı iletken gaz boşalma aralık yapısının karakteristikleri
YÜKSEK HIZLI ÖLÇÜMLER İÇİN YARIİLETKEN GAZ BOŞALMA ARALIK YAPISININ KARAKTERİSTİKLERİ (Yüksek Lisans Tezi) Hatice Hilal YÜCEL GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ARALIK 1999 ÖZET Bu çalışmada pulslu bir lazerden radyasyon kaydetmek için bir İR görüntü çevirici sistemin uygulanabilirliğini inceliyoruz. Yarıiletken katot Cr- katkılanmış GaAs dır. Pulslu İR lazer çeviricinin fotoduyar yarıiletken katodunu uyarır. Böylelikle gaz boşalma tabakasından yayınlanan görünür ışık ve akım yoğunluğu kontrol edilir. Bu sistem pulslu Al203:Nd+3 lazer (X=l,06pm) in spektral bölgesinde hız süreçlerinin slave modundaki fotoğraflama uygulamaları için garanti verir. Dahası, bir GaAs yarıiletken fotodedektörlü İR görüntü çeviricideki akım yoğunluğunun uzaysal dağılım desenleri incelenmiştir. Uzaysal akım dağılımının homojensizlikleri yarıiletken ve bir gaz boşalma aralığının oluşturduğu sistemden bir akün geçtiği zaman gaz tarafından salınan radyasyonun fotometrik analizleri ile belirlenmiştir. Bu metot 10 mm"1 lik uzaysal çözünürlük sağladı ve 102 'den büyük ya da buna eşit akım yoğunluğundaki bir düşüşü içeren bu dağılımı nicel olarak tanımlamayı mümkün kılmıştır. Bilim kodu Anahtar Kelimeler Sayfa Adedi Tez yöneticisi 404.05.01. GaAs dedektör, Lazer pulsu, Filament, Boşalma ışıması 75 Doç.Dr.Bahtiyar SALAMOV