Design of all-silicon photonic and plasmonic perfect absorbers and their applications

Optoelektronik aygıtların büyük çoğunluğu kızılötesi veya görünür bölgede çalışması için planlanmıştır. Bu aygıtlarda özellikle de mükemmel emiciler çok çalışılmaktadır. Mükemmel emiciler güneş hücrelerinde, yüksek verimli fotodedektörlerde ve yüzey yardımı ile artırılmış hassasiyetli algılayıcılar için çok önemlidir. Ancak, iyi emici yüzeyler elde etmek için pahalı nanofabrikasyon yöntemlerine ve egzotik malzemelere ihtiyaç bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında, tümü Silisyum'a dayalı düşük maliyetli fotonik ve plazmonik mükemmel emiciler teorik modelleme ve sayısal benzetim yöntemi ile tasarlanmıştır. Mikro/nanofabrikasyon yöntemleri ile standart CMOS üretim teknolojisi kullanılarak üretilmiştir. Silisyumun optik modellenmesi için, yük taşıyıcıların mobilite değerlerinin dielektrik özelliklerine etkisi incelenmiştir. Silisyum gibi düşük maliyetli malzeme ve yaygın üretim yöntemleri kullanılarak, literatürdeki örnekleri ile kıyaslanabilir veya daha üstün tasarımlar elde edilmiştir. Kızılötesi bölgede mükemmel emici özelliklere sahip fotonik yapılar gösterilmiştir ve elde edilen deneysel sonuçlar ile desteklenmiştir. Sıcaklığın etkisi sayısal olarak benzetim yöntemi ile incelenmiştir.