Elektron tünelleme spektrokopisi

Abstract

IV ÖZET Elektron Tünelleme Spektroskopisi Sabit KORCAK Yüksek Lisans Tezi, Fizik Bölümü Danışman :Yrd. Doç. Dr. M. Celalett in BAYKUL Ocak 1996 198 6 yılında Binning ve Rohrer Taramalı Tünelleme Mikroskobunu (TTM) icat ederek Nobel ödülünü almaya hak kazanmışlardır. TTM' in yapımı, Fowler-Nordhiem tarafından vakumda elektron tünellemesini açıklayan teoriden başlayıp, 1982 yılına kadar elektron tünellemesi ile ilgili yapılan bütün teorik ve deneysel çalışmaların sonuçları kullanılarak başarılmıştır. TTM sadece iletken özelliğinde olan malzemeleri inceleyebilmektedir. TTM, numuneleri gerçek zaman ve gerçek uzayda atomik ayırma gücünde görüntüleyerek, malzemenin yüzeyini araştıran diğer tekniklere (LEED, SEM, FEM, FİM ve Auger Elektron Spektroskopisi) göre bu özelliklerinden dolayı üstünlük kazanmıştır. Buna ilaveten yerel olarak atomik boyutta malzemelerin birçok fiziksel özelliklerini, örneğin süperiletkenlerin ve yarıiletkenlerin yasak enerji aralıklarını ölçme özelliğine sahiptir. İleri teknoloji için geliştirilen malzemelerin daha detaylı bir şekilde araştırılmasına olanak sağlayan bu aygıt elektron tünellemesi olayına dayanmaktadır. Bu yüzden, bu çalışmada elektron tünellemesi değişik sistemler (MYM, MYS ve SYS) için detaylı bir şekilde incelenmiş ve TTM' in süperiletkenlere ve metallere uygulanması bu çalışmada gösterilmiştir. Anahtar Kelimeler: Elektron tünelleme spektroskopisi, MYM, MYS ve SYS sistemi, taramalı tünelleme mikroskobu, tünelleme akımı, tünelleme olasılığı, süperiletkenlik, BCS teorisi.

SUMMARY Electron Tunneling Spectroscopy by Sabit KORCAK Master Thesis, Department of Physics Supervisor : Asst. Prof. M. Celalett in BAYKUL January 1996 Nobel price were given to Binning and Rohrer by the invention of scanning tunneling microscopy (STM) in 198 6. The built of STM has been satisfied by using the results of all therotical and experimental studies, beginning with theory explaining electron tunneling in vacuum by Fowler-Nordheim up to 1982. STM only investigates the surface of metals. STM samples had superiority due to properties to be imaged in atomic resolution in real time and in real space according to other tecniques investigating material surface (e.g. LEED (low energy electron diffraction), SEM (scanning electron microscope), FEM (field emission microscope), FİM (field ion microscope) and Auger electron spectroscopy). In addition to that, it has features to measure many physical properties of the materials in atomic scale, as local, i.e. energy gaps of superconductors and semiconductors. This tool is based on electron tunneling phenomena. In order to investigate the advanced materials for high technology, the research has to be done in atomic scale. That can be succeded by STM so that, electron tunneling was investigated for different systems, i.e. MIM, MIS and SIS systems, in details, in that studying. Key Words: Electron tunneling spectroscopy, MIM, MIS and SIS systems, scanning tunneling microscope, tunneling current, tunneling probability, superconductor, BCS theory.