Darbeli anodizasyon tekniği ile gözenekli ve Si ve gözenekli Si tabanlı fabry-perot yapılarının üretimi: Yapısal ve optik özelliklerinin incelenmesi
- Global styles
- Apa
- Bibtex
- Chicago Fullnote
- Help
Abstract
ÖZET Doktora Tezi DARBELİ ANODÎZASYON TEKNİĞİ İLE GÖZENEKLİ Si VE GÖZENEKLİ Si TABANLI FABRY-PEROT YAPILARININ ÜRETİMİ: YAPISAL VE OPTİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ Tevhit KARAÇALI Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Hasan EFEOĞLU n ve p tipi numunelerde HF tabanlı çözeltide geleneksel elektrokimyasal anodik dağlama ve darbeli elektrokimyasal anodik dağlama üretim teknikleri kullanıldı. Gözenekli Si'nun tabiatı gereği farklı kırılma indisli tabakalar oluşturulabilmesinden dolayı diğer yarıiletkenler ile gerçekleştirilebilen yüzeyden ışımalı lazer yapılara benzer DBR ve Fabry-Perot filtreler oluşturuldu. SEM analizi ile yapısal karakterizasyon, fotolumünesans (PL) ve yansıma ölçümleri ile optik özelliklerinin incelenmesi yapıldı. Zamana bağlı PL ölçümlerinde 1.5 ay sonunda PL tepe pozisyonunda 210 meV'luk maviye doğru kayma gözlemlendi. 1.51, 1.56 ve 1.7 eV merkezli Gauss dağılımına uygun tepelerinin zamanla zayıfladığı, 1.81 eV merkezli Gauss tepesini 1.5 ay sonunda 1.90 eV'a şiddetlenerek kaydığı tesbit edildi. Bu durum QC etkisi yanında kimyasal etkilerin de varlığını göstermektedir. Fabrikasyon sonrası H2O2'de 45 dakika bekletilen numunelerde PL tepe pozisyonunda zamanla değişimin olmadığı gözlendi. PL haritalama ölçümleri ile numune boyunca optik etkinliğinin homojenliği incelendi, n tipi silisyumdan ışık darbeli anodizasyon ile oluşturulmuş GS numunelerinde daha homojen dağılım olduğu gözlemlendi. 1-2 Qcm özdirençli p tipi silisyumda akım değişimi ile gözeneklilik dolayısı ile kırılma indisinde değişim fazla olmadığı için gözenekli silisyum DBR' den durdurucu bandı dar ve yansıma katsayısı düşük yansıma spektrumları elde edildi. 0.01-0.02 Qcm özdirençli p tipi silisyumda akım değişimi ile kırılma indisinde yeterince büyük değişim (2.2-1.3) gösteren DBR ve mikrokovuk FB filtreler oluşturuldu. Durdurucu bandı 200-250 nm ve yansıma katsayısı 0.9-0.95 olan yansıma spektrumları, %90 darbe genişlikli ve 100 Hz darbe frekanslı darbeli anodizasyon ile kontrollü ve homojen DBR ve mikrokovuk FB filtreler elde edildi. 2003, 124 sayfa Anahtar Kelimeler: Gözenekli Silisyum, fotolüminesans, gözenekli silisyum mikrokovuk, darbeli anodik dağlama, yansıma. T.C. YÜKSEKÖĞRETİM KURULU BGKÜMÂNTÂSYÖN İERKEZİ ABSTRACT Ph.D. Thesis FABRICATION of POROUS Si and POROUS Si BASED FABRY-PEROT STRUCTURES by PULSE ANODIZATION TECHNIQUE: STRUCTURAL and OPTICAL CHARACTERIZATION Tevhit KARAÇALI Atatürk University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Physics Supervisor: Prof. Dr. Hasan EFEOGLU HF-based solutions have been used in conventional fabrication techniques called electrochemical anodic and pulsed-electrochemical anodic etching of n and p-type Si samples. Distributed Bragg Reflectors (DBR) and Fabry-Perot filters like vertical cavity surface emitting semiconductor lasers (VCSEL) have been fabricated because layers with different refractive index have been formed due to inherent properties of Porous Si. Structural characterization with a SEM analysis and, PL and reflection measurements with an optical characterisation have been carried out. After 1.5 months, a blue shift of 210 meV in the PL peak position has been observed during the aging PL measurements. It has been determined that Gaussian peaks centred at 1.51, 1.56 and 1.7 eV have decreased as the time passed. Moreover, the Gaussian peak at 1.81 eV shifted to 1.90 eV as intensified after 1.5 months. This demonstrates the existence of QC effects as well as chemical influences. After the fabrication, PL peak position of the samples, which is kept at H2O2 for 45 minutes, has not changed in time. Homogeneous distribution of the optical activity throughout the samples has been investigated using PL mapping measurements. Better homogeneous distribution in GS samples formed with light pulsed-anodization from n-type silicon has been observed. Because a change in porosity and refractive index with current in p- type silicon (1-2 £Scm) is not significant, reflection spectra with a narrow stop band and low reflection c oefficient have b een obtained. D BR and m icrocavity FP filters h ave b een formed showing a significant change (2.2-1.3) in refractive index with current in 0.01-0.02 £2cm p-type silicon. Reflection spectra having a stop band with 200-250 nm and reflection coefficient of 0.9- 0.95 have been obtained. Controlled and homogeneous DBR and microcavity FP filters have been fabricated using pulsed-anodization with 90% pulse width and 100 Hz pulse frequency. 2003, 124 pages Keywords: Porous Silicon, photoluminescence, porous silicon microcavity, pulse anodic etching, reflectance. 11
Collections