INVESTIGATION OF EFFECTIVE MEDIUM ABSORBERS FOR POSSIBLE SENSING APPLICATIONS IN THE SUB-1 THZ REGION


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: Oytun Demirörs

Danışman: Okan Esentürk

Özet:

Terahertz (THz) bölgesinde görüntüleme, güvenlikten sağlığa, canlı dokudan malzeme denetimine kadar çok çekici çeşitli uygulama olanakları ile son yıllarda büyük ilgi görmektedir. Bununla birlikte, THz frekans bölgesinin doğası, görüntüleme uygulamaları için kaynak ve sensörlerin geliştirilmesine birçok zorluk getirir. Zorluklardan bazıları, mevcut yüksek üretim ve bakım maliyetinin yanı sıra geniş piksel aralıkları gereksinimi ve kaynakların oda sıcaklığında düşük emisyon seviyeleridir. 1 THz'in üzerindeki THz dalgaların atmosferde yüksek kaybı nedeniyle, 1 THz'in altındaki frekanslarda çalışan bir algılama pikseli üretmek daha iyidir. Uzun dalga boyları için büyük piksel aralıkları ve daha yüksek termal kütle ile sonuçlanan düşük absorpsiyon katsayıları nedeniyle daha kalın emici katmanlar, mikrofabrikasyonda ve dolayısıyla algılama uygulamalarında zorluklara neden olur. Bu sınırlamalar nedeniyle, THz sensörleri için daha hafif anten yapıları elde etmek için THz bölgesi için benzersiz bir soğurucu tasarımı gereklidir. Bu çalışmada, THz soğurucu ve anten yapılarının THz tepkisini ayarlamak amacıyla, SixNy filmlere gömülü çeşitli boyutlarda TiAlV periyodik elemanlar tasarlanmış, p-tipi silikon altlık üzerinde hazırlanmış ve THz zaman alan spektroskopisi kullanılarak viii değerlendirilmiştir. Tasarımlar Bruggeman Etkili Ortam Teorisi simülasyonları ile in silico olarak desteklenmiştir. Deneysel özelliklerin simülasyonlarla uyumlu olduğu bulunmuştur. Ölçüm ve simülasyon arasındaki sapma, muhtemelen model yapısının yapımındaki sınırlamadan ve modelin deneysel yapıya göre basitleştirilmesinden kaynaklanmaktadır. Sonuç olarak, fabrikasyon parametrelerinin ince filmlerin THz tepkisi üzerindeki etkileri karşılaştırılmış ve rapor edilmiştir. Daha yüksek (yaklaşık %30, hacimsel) metal içeriğine sahip ince filmlerin üretimi için proses akışının daha fazla optimizasyonu gereklidir.