Cam içinde CdTe kuantum noktalarının büyüme kinetiği
Growth kinetics of CdTe quantum dots in glass
- Tez No: 128705
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. HİKMET YÜKSELİCİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Büyüme kinetiği, Growth kinetic
- Yıl: 2002
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET İçerisinde az miktarda CdTe yarıiletken katkı bulunan cam, elmas testere ile 10x10x1.5 mm boyutlarında numunelere kesilmiş ve her bir numune 1000 °C'de -10 dakika eritilip oda sıcaklığına hızlı bir şekilde soğutulmuştur. Eritilmiş numunelere 575 °C-675 °C sıcaklıkları arasında değişik sürelerde ısıl işlem uygulanarak, numuneler içerisinde nanometre mertebesinde CdTe yarıiletken parçacıkları (kuantum noktalan) elde edilmiştir. Isıl işlemden sonra, her bir numuneye zımparalama ve parlatma işlemi uygulanmış ve numunelerin kalınlığı -0.5 mm'ye düşürülmüştür. Numuneler içerisinde elde edilen CdTe kuantum noktalarının, ısıl işlem sıcaklığı ve süresine bağlı olarak yayınım (difuzyon) yolu ile büyümesi optik yöntemlerle incelenmiştir. Cam içerisindeki CdTe kuantum noktalarının büyüme kinetiğinin araştırılması için bilgisayar kontrollü optik deney düzeneği kurulmuş ve bu düzenekte numunelerin optik soğurma spektrumları elde edilmiştir. Numunelerin optik soğurma spektrumları incelendiğinde, CdTe kuantum noktalarının cam malzemede az sayıda oluştuğu belirlenmiştir. CdTe kuantum noktalarının az sayıda oluşumunun tellürün (Te) okside olmasından ve CdTe kuantum noktalarının eritme işlemi sırasında buharlaşmasından kaynaklandığı sanılmaktadır. Bu nedenle, CdTe kuantum noktalarının cam içinde oksijen kontrollü bir atmosferde oluşturulması ile sayılarının artırılması düşünülebilir. Optik soğurma spektrumlarından yararlanılarak numunelerin eksiton enerji düzeyleri belirlenmiştir. Eksiton enerji düzeylerinin belirlenmesinde MATLAB 6.0'da hazırlanan sayısal türev alma programı ve Hikmet Yükselici tarafından QBasic'de hazırlanmış model program kullanılmıştır. Model program ile numuneler içerisindeki ortalama kuantum noktası yarıçapları belirlenmiştir. Yarıçapların ısıl işlem süresiyle değişim grafiği elde edilmiş ve bu grafikten yararlanılarak ısıl işlem uygulanmadan önce, eritme işlemi ile numuneler içerisinde oluşan ortalama kuantum noktası yarıçapı -1.6 nm bulunmuştur. Mie saçılma kuramı, kuvvetli hapis durumunda küresel kuyu içerisinde eksiton için Schrödinger denkleminin çözümü ve Arrhenius eşitliğinden yararlanılarak önemli bir büyüme kinetiği parametresi olan aktivasyon enerjisi, yayınımı sınırlayan bileşen için -170 kJ/mol hesaplanmıştır. ıx
Özet (Çeviri)
ABSTRACT The glass doped with a little amount of CdTe semiconducting material, was cut with diamond saw at 10x10x1.5 mm dimensions, and each specimen was melted at about 1000 °C for -10 minutes and quenched quickly to the room temperature. Nanometer size CdTe semiconducting particles (quantum dots) were obtained by applying heat treatment to the quenched specimens between 575 °C and 675 °C for different times. After heat treatment, sandpapering and polishing were applied to each specimen and thicknesses of the specimens were decreased to -0.5 mm. Depending upon heat treatment temperature and time, CdTe quantum dots obtained in the specimens were investigated by optical methods. Optical setup controlled by computer was established to investigate the growth kinetics of CdTe quantum dots in the glass and the number of optical absorption spectra were obtained. When the absorption spectra were studied, CdTe quantum dots in the glass was very low. It is assumed that low number of particles is arising from Te's oxidation and evaporation of CdTe quantum dots during the melting process. In view of this, the number of particles can be possible ifan oxygen controlled atmosphere is present during growth. Using the optical absorption spectra, specimens' exciton energy levels were determined. For determining specimens' exciton energy levels, numerical derivative program prepared at MATLAB 6.0 and model program prepared at QBasic by Hikmet Yükselici were used. Average radius of quantum dots in the specimens were determined by the model program. Radius versus heat treatment time variation graphic was obtained and using this graphic, average radius of quantum dots in the specimens before applying heat treatment was found to be ~1.6 nm. Using Mie scattering theory, solving of Schrödinger equation in a spherical well for an exciton in the case of strong confinement and Arrhenius equation, activation energy which is an important growth kinetics parameter was calculated to be -170 kJ/mol for diffusion limited reactant.
Benzer Tezler
- Yarıiletken nanokristal yapılar içeren cam malzemelerin kırılma indislerinin interferometrik yöntemlerle belirlenmesi
Determination of refractive indices of glass materials containing semiconductor nanocrystal structures via interferometric methods
EKREM SINIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. HİKMET YÜKSELİCİ
PROF.DR. RABİA İNCE
- Nötron aktivasyon analizi yöntemi ile cam içinde 59-27Co belirlenmesi
Determination of 59-27Co in glass by the method of neutron activation analysis
İSMAİL ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNükleer Mühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDİNÇ EDGÜ
- Wear of a mica-containing glass-ceramic
Mika içeren bir cam seramiğin aşınması
TAYLAN KÜÇÜK
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULLAH ÖZTÜRK
- Heat sensitive magnetic resonance imaging for tissue classification
Isı duyarlı manyetik rezonans görüntüleme ile doku ayırımı
UFUK ÖZTOPRAK
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Tıbbi BiyolojiBoğaziçi ÜniversitesiBiyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ÖZKAN
- Temperli otomobil camlarında mekanik özelliklerin incelenmesi
Investigation of mechanical properties on the automotive toughened glasses
MURAT ÖZTÜRK