Taramalı tünelleme mikroskobu için tarayıcı geliştirilerek farklı anodizasyon akımının gözenekli silisyuma etkisinin incelenmesi

Abstract

TARAMALI TÜNELLEME MİKROSKOBU İÇİN TARAYICI GELİŞTİRİLEREK FARKLI ANODİZASYON AKIMININ GÖZENEKLİ SİLİSYUM' A ETKİSİNİN İNCELENMESİ Anahtar Kelimeler:, Taramalı Tünelleme Mikroskobu (STM), Tünel Olayı, Silisyum, Gözenekli Silisyum Özet: Hava ortamında çalışan Taramalı Tünelleme Mikroskobu için tarayıcı geliştirilmiştir. Mikroskop tip'ini hareket ettirmek için, dış kısmı dört elektrottan oluşan piezotüp kullanılmıştır. Mikroskobun görüntüyü etkileyen en önemli parçalarından biri olan tip, 0.2 mm çapında tungsten telden elektrokimyasal yolla aşındırılarak elde edilmiştir. Tarayıcı kısmı geliştirilen mikroskop, sabit akım modunda çalışan mikroskoptur. Yüzeyi incelenecek olan örneği, tip'e yaklaştırmak için manyetik kaydına kullanılmıştır. Taramalı Tünelleme Mikroskobunun ilk kalibrasyonu interferometre ile yapılmıştır. İkinci kalibrasyon mikrometre ölçeğinde yüzeyi bilinen bir örnek (grating) yüzeyi incelenerek yapılmıştır. Daha sonra Grafit (HOPG-Highly Oriented Pyrolitic Graphite) yüzeyi ile son kalibrasyon yapılmıştır. Gözenekli Silisyum pullar özdirenci 5Q.cm olan (100) yönelmesindeki Boron katkılı p-tipi Silisyum' dan imal edilmişlerdir. Silisyum pullar, 1:1:2 oranındaki hidroflorik asit (HF), su, etanol karışımı ile elektrokimyasal olarak aşındırılarak gözenekler elde edilmiştir. Aşındırma sırasında uygulanan anodizasyon akımı değiştirilmiş ve anodizasyon akımının gözenek yapısına etkisi incelenmiştir. Bunun için aşındırmadan sonra gözenekli silisyum pulların STM görüntüleri alınmıştır. Alman görüntülerden, aşındırma işlemi sırasında uygulanan anodizasyon akımı artınca gözeneklerin kalınlığı ile beraber çıkıntıların da kalınlığının arttığı görülmüştür. Gözenek derinliğinin de uygulanan anodizasyon akımı ile arttığı gözlemlenmiştir.

IMPROVEMENT of SCANNER for SCANNING TUNNELING MICROSCOPE and INVESTIGATION of EFFECT of DIFFERENT ANODISATION CURRENT on POROUS SILICON Keywords: Scanning Tunneling Microscope (STM), Tunneling Phenomenon, Silicon, Porous Silicon. Abstract: A scanner for scanning tunneling microscope, which works in the air environment was improved. In order to move the microscope's tip, a piezotube that consists of four electrodes was used. The tip is one of the important part of the microscope, which affects electrochemically etching of 0.2 mm diameter tungsten wire. The microscope works on a constant current mode. In order to approach the surface of sample to the tip a magnetic slider was used. The first calibration was performed by using an interferometer. The second calibration was done by the investigation of a known sample surface in micrometer scale. Then final calibration is done by a graphite surface. (HOPG-Highly Oriented Pyrolitic Graphite). Some porous silicon samples were prepared from p-type, boron doped, [100]- oriented silicon wafers with the resistivity of 5Q.cm. A porous layer was obtained by electrochemical etching in hydrofluoric acid (HF), water, ethanol solution with a 1:1:2 ratio. During the etching, the applied anodisation current has been changed and the effect of the anodisation current on porous structure was investigated. Therefore after the etching the STM images of porous silicon has been taken. During the etching process, it was observed that when the applied anodisation current rises, the thickness of projections increased with porosity thickness. It was also observed that the dept of porous increased with the applied anodisation current. m