Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/20.500.13087/1425
Title: Growth of two-dimensional TMDCs and MXene novel structures for high performance transistor applications
Other Titles: Yüksek performanslı transistör uygulamaları için yenilikçi iki boyutlu geçiş metal kalkojeniti ve MXene yapılarının üretilmesi
Authors: Perkgöz, Nihan Kosku
Öper, Merve
Keywords: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği
Electrical and Electronics Engineering
Optoelektronik
Optoelectronic
Issue Date: 2020
Publisher: Eskişehir Teknik Üniversitesi
Abstract: İki boyutlu (2B) malzemelerin özellikleri, yeni nesil elektronik ve fotonik uygulamalarını hedefleyen düşük güçlü, düşük kayıplı ve yüksek performanslı aktif ve pasif cihazların tasarımı için yüksek bir potansiyel sergilemektedir. Bununla birlikte, bu tür 2B malzemeleri büyütmek ve cihazlarını imal etmek için hala kritik zorluklar bulunmaktadır. Son yıllarda, iki boyutlu geçiş metali dikalkojenitleri, olağanüstü elektronik ve optik özelliklerinden dolayı yoğun ilgi görmektedir. Günümüzde, molibden disülfür (MoS2) iki boyutlu yeni nesil elektroniklerdeki uygulamalar için umut verici bir "grafenin ötesinde" malzeme olarak görülmektedir. Önceki çalışmalar, büyütme sürecinde cam kullanımının üretilen pul kalitesini ve yüzey homojenliğini iyileştirebileceğini göstermiştir. Cihaz fabrikasyonu için, büyütülen bu numuneler Si/SiO2 alttaşına aktarılmaktadır. Bu ek adımın etkisini anlamak için, sıcaklığa bağlı µ-Raman ve fotolüminesans ölçümleri 83 ile 483 K aralığında gerçekleştirilmiştir. Bu işlemin sonunda birinci derece Raman modlarının tepe pozisyonları analiz edilip, büyütülen ve transfer edilen pulların termal katsayıları hesaplanmış ve sonrasında elde edilen değerler karşılaştırılmıştır. Burada ayrıca Si/SiO2 alttaşları üzerinde büyütülen WS2 tek katmanlı yapılarının zorlu koşullar altında sürdürülebilirliklerini göstermek için 83 K ila 483 K aralığında Raman spektrumlarının deneysel bir incelemesi gerçekleştirilmiştir. Bu tezin ikinci bölümünde, MXenes adlı iki boyutlu yeni kimyasal bileşik ailesinin bir üyesi olan Mo2C'ye (molibden karbür) odaklanılmıştır. Mo2C, enerji depolama ve algılamadaki potansiyel uygulamaları nedeniyle büyük ilgi görmektedir. Geniş alanlı örnek büyütmesi süperkapasitörler gibi geniş alan uygulamaları için bir zorunluluktur. Bu çalışmada, geniş yüzey kaplaması elde etmek için kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile pullar üretilmiştir. Optimum büyüme parametrelerini ortaya çıkarmak için sistematik deneyler gerçekleştirilmiştir. Son olarak, yetiştirilen örnekler optik mikroskop, atomik kuvvet mikroskobu, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve µ-Raman spektroskopi teknikleri ile karakterize edilmiştir.
The properties of two-dimensional (2D) materials exhibit a high potential for the design of low-power, low-loss and high-performance active and passive devices aiming for next-generation electronics and photonics applications. However, there are still critical challenges to grow such 2D materials and fabricate their devices. In recent years, the two-dimensional transition metal dichalcogenides (TMDCs) have gained widespread interest due to their extraordinary electronic and optical properties. Molybdenum disulfide (MoS2) is currently seen as a promising "beyond-graphene" material for applications in two-dimensional next-generation electronics. Former studies have shown that glass usage during the growth process can improve the flake quality and surface uniformity. For device fabrication, these grown samples must be transferred onto Si/SiO2 substrate. To understand the effect of this additional step, temperature-dependent µ-Raman and photoluminescence measurements are performed in the range of 83 to 483 K. Peak positions of the first-order Raman modes are analyzed, thermal coefficients of the as-grown and transferred samples are calculated and then compared. Herein, also, an experimental investigation of Raman spectra of WS2 single layers grown on Si/SiO2 substrates is carried out within the range of 83 K to 483 K in order to demonstrate their sustainability under harsh conditions. The second part of this thesis is focused on Mo2C (molybdenum carbide), which is a member of the two-dimensional new chemical compound family called MXenes. Mo2C has drawn significant attention due to its potential applications in energy storage and sensing. Large surface coverage is a must for large area applications such as supercapacitors. In this study, flakes are produced with the chemical vapor deposition (CVD) method to obtain large surface coverage. Systematic set of experiments are performed in order to reveal the optimum growth parameters. Finally, the grown samples are characterized by optical microscopy, atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM), and µ-Raman spectroscopy techniques.
URI: https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/TezGoster?key=wf-FPgY-5qjHEzEoOgvMs8U4uZ08_nJT80GP1k3hHSixLvS5IMfP21GM2bf0DAl6
https://hdl.handle.net/20.500.13087/1425
Appears in Collections:Tez Koleksiyonu

Show full item record

CORE Recommender

Page view(s)

86
checked on Oct 3, 2022

Google ScholarTM

Check


Items in GCRIS Repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.