Yüksek performanslı transistör uygulamaları için yenilikçi iki boyutlu geçiş metal kalkojeniti ve MXene yapılarının üretilmesi

İki boyutlu (2B) malzemelerin özellikleri, yeni nesil elektronik ve fotonik uygulamalarını hedefleyen düşük güçlü, düşük kayıplı ve yüksek performanslı aktif ve pasif cihazların tasarımı için yüksek bir potansiyel sergilemektedir. Bununla birlikte, bu tür 2B malzemeleri büyütmek ve cihazlarını imal etmek için hala kritik zorluklar bulunmaktadır. Son yıllarda, iki boyutlu geçiş metali dikalkojenitleri, olağanüstü elektronik ve optik özelliklerinden dolayı yoğun ilgi görmektedir. Günümüzde, molibden disülfür (MoS2) iki boyutlu yeni nesil elektroniklerdeki uygulamalar için umut verici bir "grafenin ötesinde" malzeme olarak görülmektedir. Önceki çalışmalar, büyütme sürecinde cam kullanımının üretilen pul kalitesini ve yüzey homojenliğini iyileştirebileceğini göstermiştir. Cihaz fabrikasyonu için, büyütülen bu numuneler Si/SiO2 alttaşına aktarılmaktadır. Bu ek adımın etkisini anlamak için, sıcaklığa bağlı µ-Raman ve fotolüminesans ölçümleri 83 ile 483 K aralığında gerçekleştirilmiştir. Bu işlemin sonunda birinci derece Raman modlarının tepe pozisyonları analiz edilip, büyütülen ve transfer edilen pulların termal katsayıları hesaplanmış ve sonrasında elde edilen değerler karşılaştırılmıştır. Burada ayrıca Si/SiO2 alttaşları üzerinde büyütülen WS2 tek katmanlı yapılarının zorlu koşullar altında sürdürülebilirliklerini göstermek için 83 K ila 483 K aralığında Raman spektrumlarının deneysel bir incelemesi gerçekleştirilmiştir. Bu tezin ikinci bölümünde, MXenes adlı iki boyutlu yeni kimyasal bileşik ailesinin bir üyesi olan Mo2C'ye (molibden karbür) odaklanılmıştır. Mo2C, enerji depolama ve algılamadaki potansiyel uygulamaları nedeniyle büyük ilgi görmektedir. Geniş alanlı örnek büyütmesi süperkapasitörler gibi geniş alan uygulamaları için bir zorunluluktur. Bu çalışmada, geniş yüzey kaplaması elde etmek için kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile pullar üretilmiştir. Optimum büyüme parametrelerini ortaya çıkarmak için sistematik deneyler gerçekleştirilmiştir. Son olarak, yetiştirilen örnekler optik mikroskop, atomik kuvvet mikroskobu, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve µ-Raman spektroskopi teknikleri ile karakterize edilmiştir.