Nanosaniye atımlı 1064 nm fiber lazer ile polikristal silisyum ince filmlerin üretilmesi ve özelliklerinin incelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Nanoteknoloji ve Nanotıp A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2016
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: HAYDAR SARPER SALMAN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): AKIN BACIOĞLU
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Hidrojenlendirilmiş amorf silisyum (a-Si:H) tek katman ince film örnekler, plazma destekli kimyasal buhar biriktirme (PECVD) sisteminde SiH4 gazının 13,56 MHz RF plazması kullanılarak üretilmiştir. RF gücü 15 W, reaktöre SiH4 akış hızı 10 sccm, vakum kazan basıncı 200 mTorr ve alttaban sıcaklığı 300 °C değerlerinde olmak üzere deney boyunca sabit tutulmuştur. Tüm örnekler cam ve kristal silisyum alttabanlar üzerine, eş zamanlı olarak, büyütülmüştür. Lazer ile işleme gerçekleştirilmeden önce, a-Si:H ince film örneklerin kalınlıkları, iki farklı teknikle; optik geçirgenlik kullanılarak ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ile belirlenmiştir. PECVD sisteminde üretilen örnekler, 1064 nm tepe dalgaboyunda çalışan nanosaniye atımlı, iterbiyum katkılı fiber lazer etkileşimli kristalizasyon işlemi ile işlenmiştir. Lazer ortalama optik gücü, lazer tekrar frekansı, lazer tarama hızı, lazer atımlarının üste üste binme oranı ve odaklanmış lazer nokta çapı gibi parametreler değiştirilerek örnekler işlenmiştir. İşlenen örneklerin yüzeyleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenerek, lazer etkileşimli kristalizasyon uygulanacak yeni örnekler için işleme parametrelerinin belirlenmesinde kullanılmıştır. Lazer etkileşimli kristalize edilen örneklerin yüzeyde oluşabilecek oksit katmanının varlığının belirlenebilmesi amacıyla Fourier dönüşümlü kızılaltı spektroskopisi (FTIR) kullanılmıştır. FTIR deneylerinden elde edilen soğurma katsayısı spektrumundan, örneklerin lazer ile işlenmesinden sonra içerdiği atomik oksijen konsantrasyonu (%[O] at.) hesaplanmıştır. Oksijen konsantrasyonunun yaklaşık at. % 2 – 4 aralığında değiştiği gözlenmiştir. Raman saçılması deneyi ile lazer etkileşimli kristalize edilen örneklerin kristalizasyon oranları hesaplanmıştır. Bulunan kristalizasyon oranlarının, lazer ortalama optik gücü, lazer tekrar frekansı, lazer tarama hızı ve lazer atımlarının üst üste binme oranı ile nasıl değiştiği irdelenmiştir. Yapılan analizde değişen parametrelere göre kristalizasyon oranının Xc = % 16 – 99 arasında değiştiği ve Raman kayması tepe noktalarının, bu değişime bağlı olarak, sırasıyla, ~ 510 – 520 cm-1 dalga sayıları arasında kaydığı saptanmıştır. Anahtar Kelimeler: Lazer etkileşimli kristalizasyon, nanosaniye atımlı lazer, 1064 nm atımlı lazer, iterbiyum katkılı fiber lazer, hidrojenlendirilmiş amorf silisyum (a-Si:H), lazer – malzeme etkileşimi.