Characterızatıon of MWIR quantum well infrared photodetector imagıng sensor arrays on InP substrates
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ELEKTRİK VE ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ONUR TANIŞ
Danışman: Cengiz Beşikci
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Kuantum kuyulu kızılötesi fotodetektör (KKKF) teknolojisi otuz yılı aşkın süredir düşük bant aralıklı yarı iletken malzemesine dayanan kızılötesi detektör teknolojilerine alternatif oluşturmak için araştırılmaktadır. Fakat, standart materyal sistemine dayanan KKKF'ler bu teknolojinin gerçek potansiyelini geciktirmiştir. InP materyal sistemi tabanlı KKKF odak düzlem matrislerini (ODK) ortaya çıkması KKKF teknolojisini yeniden ilgi çekici duruma getirmek için büyük potansiyele sahiptir. Orta dalga boyu kızılötesi (ODBK) bandında kullanılan yüksek indiyum mol oranına sahip InP/InxGa1-xAs tabanlı KKKF ODK'ler dik düşen radyasyonu algılama yeteneği olduğundan %70 dönüşüm verimliliğine ulaşabilirler ve düşük ışık ortamı ve yüksek kare sayısı ihtiyacı olan uygulamalarda kullanılabilirler. Bunun yanı sıra, günümüzde yeni nesil ODK'lerde ek yeni özelliklere de ihtiyaç duyulmaktadır. Bunlar düşük piksel adımıyla beraber çok yüksek tekdüzelik, çalışabilirlik, kararlılık, düzeltilebilirlik, ölçeklenebilirlik ve üretilebilirlik olarak kategorize edilebilir. Bu tez çalışması kapsamında kırınım ızgarası olmayan InP/In0.85Ga0.15As ve InP/InAs tabanlı 640x512 formatına ve 15 μm piksel adımına sahip KKKF ODK'ler karakterize edilmiştir. InP/In0.85Ga0.15As tabanlı ODK 20 ms entegrasyon zamanıyla ortalama 20.2 mK gürültü eşdeğer sıcaklık farkına (GESF) ve InP/InAs tabanlı ODK 10 ms entegrasyon zamanıyla ortalama 27.8 mK gürültü eşdeğer sıcaklık farkına denk performans gösterdiler. Her iki tasarım da gergin örgü yapısına sahip olmasına rağmen ODK'ler yüksek tekdüzelik sundular. Optik bağlaştırıcının olmayışı, zorlayıcı bir üretim adımını ortadan kaldırmaktadır. III-V malzeme sistemlerinin olgun fabrikasyon adımları, KKKF ODK'lerin üretimi kolaylaştırmaktadır. Kolay erişebilir InP alttaşlar ise üretim maliyetini kolay karşılanabilir ve ulaşılabilir hale getirmektedir.