Uniform Sub-/Direct or Back Surface Laser Writing Of High And Low Spatial Frequency Surface Structures On Silicon And Its Application To Surface Enhanced Raman Spectroscopy

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, PHYSICS, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: FIRAT İDİKUT

Danışman: Alpan Bek

Özet:

Son yıllarda ultra hızlı atımlı lazerlerle malzeme işleme teknikleri çalışılmaya başlanmıştır. İşlenen bölgenin yüzey morfolojisinin yapısını kontrol edebilmenin nano teknoloji ve yarı iletken teknolojilerinde çeşitli avantajları bulunmaktadır. Ultra hızlı atımlı lazerlerle malzemelerin işlenmesi sonucunda yüzeyde kırınım sınırlarının altında periyodik yapılar üretilmektedir. Bu yapılara lazerle indirgenmiş periyodik yüzey yapıları (LIPSS) denmektedir. Bu yapılar yüzeyin altında/üzerinde oluşabilmektedir. Yapıların oluşması lazer dalga boyu, işleme hızı, gelen ışık huzmesinin polarizasyonu ve odaktaki akı miktarına bağlıdır. Bu tezde doğrudan lazer ile yazma tekniği ile 1550 nm veya 1032 nm ultra hızlı atımlı lazer kaynağı kullanarak kristal silikon alt taşına LIPSS yapıları yüksek uzamsal frekans LIPSS (HSFL) ve düşük uzamsal frekans LIPSS (LSFL) oluşturulmuştur. Doğrudan lazer ile yazma tekniği iki farklı konfigürasyonda uygulanmıştır. Bunların ilki ışının c-Si'nin ön yüzeyinin yakınına odaklama ve ikincisi de c-Si'nin arka yüzeyine metal kaplayıp (Au, Ag, veya Cr) kaplanmış arka yüzeye ışını odaklamaktır. İki yöntemle de HSFL yapıları oluşturuldu ve bu yapıların periyotları ve oluşma yönleri farklıdır. Yüzey Geliştirilmiş Raman Spektroskopisi için HSFL yapılarının potansiyel kullanımı da 1E-12M ye kadar olan moleküllerin tespiti için incelenmiştir.