Crystal growth and investigations on the effects of hydrogen doping of Vo 2

Vanadyum Dioksit(VO 2 ), 65◦ C'da metal-yalıtkan faz geçişi gösteren güçlü etkileşimli bir materyaldir. Bu faz geçişi VO 2 'nin önemli elektronik özelliklerinden kaynaklanmaktadır ama bu özelliklerin doğası kesin bir biçimde bilinmemektedir. Faz geçişinin arkasındaki fiziksel nedenler daha iyi bilinebilirse; ultra-hızlı elektriksel ve optik anahtarlama, sensör ve Mott-alan etkili transistör uygulamalarının hayata geçirilmesine katkı sağlanmış olur. Elektronik özellikleri anlamadaki önemli deneylerden biri Hall efekti deneyidir ama VO 2 'nin asiküler(iğnemsi) doğası nedeniyle bu deney sadece ya milimetre boyundaki aygıt yapımı için uygun olmayan örneklerde ya da düzensiz strese sahip polikristal ince filmlerde çalışılmıştır ama bu örneklerden alınan ölçümler tatmin edici değildir. Bu tezde 50-100 μm arası ve 50-170 nm kalınlığında düşük en-boy oranlı VO 2 kristalleri üretmek için yeni bir Kimyasal Buhar Biriktirme kristal büyütmesi metodu sunmaktadır. Elde edilen kristaller mekanik olarak büyütme alttaşından alınabilmekte ve Hall etkisi ölçümleri ya da Geçirimli Elektron Mikroskopu çalışmaları için transfer edilebilinmektedir. Ek olarak yaygın olarak kullanılan silika, silikon, kuartz ve safir alttaşları için olan yüzey kimyası ve oksijen satürasyonu ile ilgili bazı hususlar gösterilmiştir. Safir c-düzlemindeki VO 2 büyütmesi için önemli ölçüde randıman veren bir metot da geliştirilmiştir. VO 2 kristallerinin hidrojen ile katkılanması metal-yalıtkan faz geçişini bastırır, bu olayın anlaşılması faz geçişinin arkasında yer alan etkileri anlamamıza yardımcı olabilir. Yalıtkan faz ile hidrojen ile katkılanmış iletken faz arasındaki ilişkiyi incelemek için bir tekil kristal VO 2 kirişi yalnızca yarısından hidrojenle katkılanmıştır. Analiz için Geçirmeli Elektron Mikroskobu kullanılmıştır. İki uçlu bir VO 2 aygıtı kullanılarakda hidrojen katkılanmasının kristalin elektronik özellikleri üstündeki etkisi incelenmiştir. Özetle bu tez Hall-etkisi incelemeleri, iki-uçlu aygıt yapımı ya da Geçirmeli Elektron Mikroskopu çalışmalarında kullanılması amacıyla 50-100 μm boyutlarında ve 75-170 nm kalınlığında düşük en-boy oranlı tekil kristal VO 2 'nin Kimyasal Buhar Biriktirme'sinde yeni bir kristal büyütme yöntemini sunmaktadır. Büyütme sürecini yönetmek için silika, silikon, kuartz ve safir alttaşlarındaki yüzey kimyası ve oksijen arasındaki ilişki araştırılmıştır. Bu metotlarla birlikte VO 2 'nin kristal büyütme mekanizmasının daha iyi anlaşılması hedeflenmektedir.