Nano-electrical and structural characterization of perovskite thin films and suggestions for their implementation to quantum technologies
Perovskit ince filmlerin nano elektriksel ve yapısal karakterizasyonu ve kuantum teknolojilerine uygulanması için öneriler
- Tez No: 893057
- Danışmanlar: PROF. DR. SERAP GÜNEŞ, DR. GÖKÇE ÖZBAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Perovskit ince filmler farklı karakterizasyon teknikleri ile incelendi. Metil amonyum kurşun iyodür (CH3NH3PbI3) perovskiti, 1.5 eV'lik doğrudan bir bant aralığına ve 10^4 cm^(-1)'nin üzerinde bir absorpsiyon katsayısına sahiptir, bu da onu %90'ın üzerinde verimlilik seviyeleriyle kuantum teknolojilerinde kullanıma uygun hale getirir. Ayrıca, nanoskalada (<10 nm) son derece hassas algılama ve 1 Tbps'i aşan yüksek hızlı iletişim sağlar. Optoelektronik entegrasyon, enerji tüketiminde %30'dan fazla azalma gösterir ve yüksek hassasiyetli algılama, çeşitli teknolojik sektörlerde femtogram seviyesinin altındaki tespit sınırlarını ortaya koyar. Bu sektörler arasında kuantum teknolojileri, optoelektronik, yüksek hızlı iletişim ve algılama yer alır . Öte yandan, perovskit ince filmler, yüksek verimli güneş hücreleri ve düşük maliyetli optoelektronik cihazlar için umut vaat etmektedir. Kuantum nokta yapılarında uygulama esnekliğine sahiptirler ve tek foton kaynakları, kuantum bilgi işlemi ve iletişim gibi alanları ileriye taşıyabilirler. Ayrıca, birden fazla optoelektronik cihazın tek bir alt tabakaya entegrasyonu için kullanılabilirler. Bu özellikler, perovskit ince filmleri, fotodetektörler ve sensörler gibi hassas algılama uygulamaları için uygun hale getirir, algılama teknolojisini önemli ölçüde ilerletir. İnce filmlerin optik, yapısal ve elektronik karakterizasyonu ve analizi, DriveAFM V3.10R1 İletken AFM ve KPFM ile Smartlab Rigaku Yansıma Açılı X-ışını difraktometresi (GIXRD) kullanılarak gerçekleştirildi. Sonuçlar, perovskit ince filmlerin kristal yapısını, yönelimini ve kristalit boyutunu belirlemek için kullanıldı. İnce filmlerin çeşitli sürelerde ortam koşullarına maruz kaldığında kararlılığı ve özellikleri incelendi ve belirli bir dönem boyunca optik, yapısal ve elektronik özelliklerdeki değişiklikler gözlemlendi. Bu çalışmada seçilen karakterizasyon yöntemleri, ince filmlerin dinamikleri ve dış uyaranlara tepkileri hakkında değerli bilgiler sağladı ve bu malzemelerin davranışı ve performansı konusundaki anlayışımızı geliştirdi.
Özet (Çeviri)
Perovskite thin films were investigated by different characterization techniques. The methyl ammonium lead iodide (CH3NH3PbI3) perovskite has a direct band gap of 1.5 eV and an absorption coefficient of over 10^4 cm^(-1) , which makes it suitable for use in quantum technologies with efficiency levels surpassing 90 percent, highly sensitive sensing at nanoscale ranges (<10nm) , and high-speed communication exceeding 1 Tbps. Optoelectronic integration shows power consumption reductions by >30 percent and high-precision sensing demonstrates detection limits below femtogram levels across various technological sectors including quantum technologies, optoelectronics, high-speed communication, and sensing. On the other hand,perovskite thin films show promise for high-efficiency solar cells and as a low-cost alternative to optoelectronic devices. They have adaptability for applications in quantum dot structures, potentially advancing fields such as single-photon sources, quantum information processing, and communication. Additionally, they could be used to combine multiple optoelectronic devices onto a single substrate. These characteristics make them suitable for use in precision detection applications such as photodetectors and sensors, significantly advancing sensing technology. Optical, structural and electronic characterization and analysis of the thin films were performed using the DriveAFM V3.10R1 Conductive AFM and KPFM and the Smartlab Rigaku Grazing Incidence X-ray diffractometer (GIXRD). Results were used to determine the crystal structure, orientation and crystallite size of perovskite thin films. We investigated the stability and properties of perovskite thin films when exposed to ambient conditions over varying durations to observe the changes in optical, structural, and electronic properties over a specified period. The characterization methods chosen in this study provided valuable insights into the dynamics of the thin films and their response to external stimuli, enhancing our understanding of their behavior and performance.
Benzer Tezler
- Processing, characterization and development of rare earth doped lead magnesium niobate ferroelectric ceramic capacitors by sol-gel technique
Sol-jel tekniği kullanılarak nadir toprak katkılı kurşun magnezyum niyobat ferroelektrik seramik kapasitörlerin üretimi, karakterizasyonu ve geliştirilmesi
MEHMET FARUK EBEOĞLUGİL
Doktora
İngilizce
2011
Metalurji MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDAL ÇELİK
- CNTO/GS yapısına sahip bir fotodedektör üretimi ve detaylı karakterizasyonu
Fabrication and detailed characterization of a photodedektor with CNTO/GS structure
NAHİDE KARABULUT
Doktora
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErzurum Teknik ÜniversitesiFotonik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇAĞLAR DUMAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ MELTEM GÖR BÖLEN
- Doping strategy for enhanced photocatalytic hydrogen production on tantalum layered perovskite nanosheets
Tantal katmanlı perovskit nanotabakalarda geliştirilmiş fotokatalitik hidrojen üretimi için katkı stratejisi
TUĞBA YALÇIN
Doktora
İngilizce
2024
EnerjiKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UĞUR ÜNAL
- Synthesis and characterization of Fe3+ doped PbTiO3 nanopowders
Fe3+ ile zenginleştirilmiş nano boyuttaki PbTiO3 bileşiklerinin sentezi ve analizi
KAMİL KİRAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
KimyaKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SUAT SOMER
- Yarı iletken metal oksit nanoyapıların üretimi, karakterizasyonu ve ters hibrit güneş piline uygulamaları
Fabrication and characterization of semiconductor metal oxide nano structures and inverted type hybrid solar cell applications
ARİF KÖSEMEN
Doktora
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF YERLİ