Şekil hafızalı alaşım esaslı ince film fotodiyotlar
Production and characterization of shape memory alloy based thin film photodiodes
- Tez No: 727749
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CANAN AKSU CANBAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Martensit, Schottky engelleri, Şekil hafızalı alaşımlar, Martensite, Schottky barriers, Shape memory alloys
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Genel Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Akıllı malzemelerin en önemli sınıfı olan şekil hafızalı alaşımlar (ŞHA'lar) ile nanoteknolojideki temel fotodiyot konularının birleşiminden oluşan bu doktora tezinin konusu nano-boyutlu ŞHA ince film bileşenli Schottky tipi ŞHA-yarıiletken fotodiyotların üretim ve karakterizasyonuna yöneliktir. Nano/mikro aktüatör/sensör gibi nano/mikroelektromekanik sistemler (N/MEMS) adı verilen aygıtlarda ŞHA filmlerin mekanik fonksiyonlarından faydalanılırken, metal kontak tabakası olarak sert (silisyum gibi) yarıiletken Schottky (foto)diyotlarda kullanılacağı durumlarda ise ŞHA'ların alaşım tür ve kompozisyonuna bağlı değişen vakum iş fonksiyonları, termal özellikleri, ve martensitik faz dönüşümlerine bağlı değişen dirençleri gibi elektriksel özelliklerinden faydalanılabilir. Sert alt malzeme üzerine kaplanan sert (NiTi) ŞHA filmlerin fiziksel etkiler (ısı, elektrik alan vb.) sonucu martensitik şekil değiştirmeleriyle oluşan mekanik gerilmeleri tahrip edici ŞHA film çatlaklarının oluşmasına sebep olmaktadır. NiTi ŞHA'ların üstün şekil hafıza özellikleri olsa da, daha az şekil hafıza yetenekli ancak daha yumuşak ve ucuz olan Cu-bazlı ŞHA'lara nazaran daha küçük elektriksel ve termal iletkenliklere sahiptirler. Bu nedenle, sert yarıiletken tabanlı Schottky kontak (foto)diyotlarda NiTi yerine Cu-bazlı ŞHA ince filmlerin kullanılması daha iyi bir alternatif gibi görünmektedir. Bu tez, bir kısmı yeni üretilen ve karakterizasyonları yapılan farklı kompozisyon ve martensitik dönüşüm sıcaklıklarına sahip Cu-bazlı külçe ve şerit ŞHA'ların nano kalınlıklı ince metal film tabakaları halinde n-Si waferlar üzerine termal buharlaştırmayla kaplanarak başarıyla üretildiği yeni Schottky tipi Cu-bazlı ŞHA/n-Si/Al fotodiyotların foto-elektriksel akım-gerilim (I-V), akım-zaman (I-t) ve kapasite-gerilim (C-V) karakterizasyon ölçümleri yapılmış ve temel Schottky diyot ve fotodiyot parametrelerinin ve bu parametrelerden de bazılarının ŞHA-fotodiyotlar için ilk kez belirlenmiş olduğu ŞHA-fotodiyotlar üzerine yapılan ilk tez çalışması olup üstün fotodiyot özellikleri elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The subject of this doctoral thesis, which consists of a combination of shape memory alloys (SMAs), the most important class of smart materials, and photodiodes, one of the main research topics of nanotechnology, is about production&characterization of Schottky type photodiodes with nanosized SMA thin film components. While the mechanical functions of SMA films are utilized in devices called nano/microelectromechanical systems (N/MEMS) like nano/micro actuators/sensors, only the electrical&thermal properties of SMAs such as vacuum work functions tunable by alloy type&composition, electrical&thermal conductivities, and resistance varying by martensitic phase transformations can be benefited when SMAs are used as metal contact layers in hard semiconductor (e.g. silicon) based Schottky diodes. Destructive SMA thin film cracks in such hard (NiTi) SMA films coated on hard substrates occur by stresses generated by martensitic shape changes triggered by physical forces (heat, electrical field etc.). Although NiTi SMAs have superior shape memory properties, they have smaller electrical&thermal conductivities when compared to cheaper Cu-based SMAs with less shape memory abilities but softer. Therefore, using Cu-based SMA thin films in (photo)diodes seems to be a better alternative. In this first thesis on SMA-photodiodes, novel Schottky type Cu-based-SMA/n-Si/Al photodiodes were successfully produced by coating nano-films of Cu-based SMAs, some of them were new produced Cu-based ingot and strip SMAs, all with different compositions and martensitic transformation temperatures, on n-Si wafers via thermal evaporation and their basic Schottky diode and photodiode parameters were determined, and some of these parameters for SMA-photodiodes were determined for the first time, by performing photo-electrical current-voltage (I-V), current-time (I-t) and capacitance-voltage(C-V) measurements and high-quality photodiode features were obtained.
Benzer Tezler
- Designing corrosion‐resistant HEAs using machine learning and fabricating corrosion‐resistant hea thin films through controlled coating conditions for biomedical applications.
Makine öğrenmesi yöntemleriyle korozyona dayanikli yüksek entropili alaşimlarin (HEA) tasarlanmasi ve kaplama koşullari optimize edilmiş korozyona dayanikli HEA ince filmlerinin biyomedikal uygulamalara yönelik üretilmesi
AZIZEH HOSSEINJANY
Doktora
İngilizce
2025
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DEMİRCAN CANADİNÇ
- Bakır ve çinko iyonları içeren çözeltilerden elektrodepolama yöntemi ile üretilen filmlerin malzeme ve korozyon özelliklerinin incelenmesi
Materials and corrosion examination of films electrodeposited from solutions containing copper and zinc ions
KAĞAN YURDAL
Doktora
Türkçe
2019
Metalurji MühendisliğiHatay Mustafa Kemal ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL HAKKİ KARAHAN
- Termal buharlaştırma metodu ile bakır esaslı şekil hafızalı alaşım üretilmesi
Production of copper based shape memory alloy by thermal evoporation method
AYŞE TEKATAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Fizik ve Fizik MühendisliğiFırat ÜniversitesiGenel Fizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. CANAN AKSU CANBAY
- Süper elastik şekil hafızalı alaşım liflerinin tasarlanmış çimento esaslı kompozitlerin mekanik ve dinamik özelliklerine etkisi
Effect of super elastic shape memory alloy fibers on mechanical and dynamical properties of engineered cementitious composites
EZGİ GÜRBÜZ
Doktora
Türkçe
2023
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşaİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAVAŞ ERDEM
DOÇ. DR. MİNGZHONG ZHANG
- Cu bazlı şekil hafızalı metallerin üretimindeki alaşım miktarlarının faz dönüşüm sıcaklıklarına etkisi ve karakterizasyonu
Effects of alloying quantities in the production of Cu-based shape memory metals on the phase transformation temperatures and characterization
İSKENDER ÖZKUL
Doktora
Türkçe
2016
Makine MühendisliğiAksaray ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEMAL ALDAŞ