Silisyum tabanlı nanokristallerin yapısal ve optiksel incelenmesi

Abstract

Bu çalışmanın amacı, güncel teknolojik uygulamalarda birçok araştırmacının dikkatlerini üzerine çekmeyi başaran nano boyutlarda malzeme üretimidir. Bu amaçla Plazma Destekli Kimyasal Buhar Biriktirme (PECVD) tekniği ile ince filmler büyütüldü. Bu filmler, matris içinde nanokristallerin oluşabilmesi için tavlama işlemine tabi tutuldu. Tavlama işlemiyle silisyum oksit (SiO2) film içerisinde oluşan Ge nanokristaller, Yüksek Çözünürlüklü Geçirgen Elektron Mikroskobu (HRTEM), Raman, Fotoışıma (PL) ve Fourier Transform Infrared (FTIR) spektroskopisi teknikleriyle incelendi. Ge nanokristal içeren SiO2 ince filmler GeH4, SiH4 ve N2O gazlarının farklı akış oranları kullanılarak plazma ortamında büyütüldü. Tavlama işleminin bir sonucu olarak farklı gaz akış oranları için Raman ve FTIR spektroskopisi yardımıyla Ge nanokristal oluşumları görüldü. Elde edilen sonuçlar nanokristal boyutunun gaz akış oranına bağlı olduğunu açıkça göstermektedir. Ayrıca, fotoışıma yardımıyla bu kristallerin optiksel özellikleri araştırıldı. Bu tezde sunulan sonuçlar literatür ile uyum içindedir.

The aim of this study is the production of nano-sized materials managed to attract the attention of many researchers in recent technological applications. For this aim, thin films have been grown using by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) technique. After that, these films have been subjected to annealing for the formation of nanocrystals in the matrix. Ge nanocrystals formed by annealing in silicon oxide (SiO2) film were investigated with High Resolution Transmission Electron Microscopy (HRTEM), Raman, photoluminescence (PL) and Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopic techniques. SiO2 thin films containing Ge nanocrystals have been grown by using various gas flow rates of GeH4, SiH4 and N2O gases in the plasma chamber. As a result of annealing it were seen Ge nanocrystals formations for various gas flow rates by Raman and FTIR Spectroscopy. The obtained results show that nanocrystal size depend on gas flow rate, clearly. Morever, optical properties have been investigated for these nanocrystals by using Photoluminescence. The results presented in this thesis have been showed good agreement with literature.