Molecular beam epitaxy growth and characterization of mercury cadmium telluride epilayers for infrared detector applications
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2011
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ALP TOLUNGÜÇ
Eş Danışman: MEHMET PARLAK, CENGİZ BEŞİKCİ
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Cıva Kadmiyum Tellür (Hg1-xCdxTe) kızılötesi algılama uygulamaları tarihinde en çok çalışılmış malzemedir. Gelişmekte olan yeni kristal büyütme teknikleriyle birlikte karmaşık ve daha iyi performansa sahip yapılar elde etmek mümkün olmuştur. Moleküler Işın Epitaksisi (MBE), arayüzler üzerinde çok hassas kontrol sunarak aşırı keskin eklemler ve gelişmiş hetero-yapılar büyütülmesine olanak veren bir metottur. Öte yandan iyi kristal kalitesine sahip HgCdTe malzemesinin MBE ile büyütülmesi çok dar olan büyütme penceresi yüzünden kolay değildir. Buna ek olarak, p-tipi katkılama da sorunludur.Bu tez HgCdTe epikatmanlarının örgü uyumlu (lattice matched) Kadmiyum Çinko Tellür (Cd1-yZnyTe) tabanlar üzerine büyütülmesi ve karakterizasyonu üzerine yoğunlaşmaktadır. HgCdTe malzemesinin MBE ile büyütülmesinin ilginç özellikleri detaylı bir biçimde tartışılmaktadır. In-situ n-tipi ve p-tipi katkılama ve p-tipi katkılama aktivasyonu çalışmaları da tartışılmaktadır.Farklı tür tabanlar üzerine büyütülmüş epikatmanlardan fabrike edilmiş test dedektörleri karakterize edilmiştir. Karanlık akım modellemesi aracılığıyla, CdZnTe tabanlar üzerine MBE ve Silisyum (Si) tabanlar üzerine metal-organik kimyasal buhar biriktirmesi (MOCVD) ile büyütülmüş HgCdTe'den fabrike edilen fotodiyotların karşılaştırılması sunulmaktadır.Yapılan optik ve elektriksel ölçümler üretilen fotodiyotların fazlasıyla tatmin edici performanslara sahip olduğunu göstermektedir. Testler sonucunda 30µm peryoda sahip dedektörlerin f/0 optikler ile yapılan ölçümlerde sahip olduğu tepe algısallığı (detectivity) 3 x 1010 cmHz½/W, tepe tepkiselliği ise %85 kuantum verimliliği ile 6 A/W olarak bulunmuştur.