Ταλαντώσεις στο φάσμα Φωτοφωτάυγειας Αυτο-Οργανούμενης πορώδους αλουμινάς σε υπόστρωμα Si
Creators: name: Λεοντής, Ιωάννης Ευστάθιου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2011
Subjects: Porous anodic alumina
PL spectra
Oscilations induced to PL spectra

description: Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν η μέτρηση και η μελέτη των φασμάτων φωτοφωταύγειας υμενίων αυτο-oργανούμενης πορώδους αλουμίνας σε υπόστρωμα Si ανεπτυγμένων με ηλεκτροχημική οξείδωση-ανοδίωση. Για το σκοπό αυτό παρασκευάσθηκαν υμένια πορώδους αλουμίνας με την τεχνική της ηλεκτροχημικής οξείδωσης, τόσο σε διάλυμα θειικού, όσο και οξαλικού οξέος και εν συνεχεία μετρήθηκαν και αναλύθηκαν τα φάσματα φωτοφωταύγειάς τους. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μία βιβλιογραφική ανασκόπηση σχετικά με την ανάπτυξη πορωδών υμενίων οξειδίων του αλουμινίου με την τεχνική της ανοδικής οξείδωσης Al σε υπόστρωμα Si. Αρχικά αναφέρονται κάποια σύντομα στοιχεία σχετικά με το οξείδιο του αλουμινίου Al2O3, καθώς και τη χρήση της ηλεκτροχημικής οξείδωσης του αλουμινίου (ανοδίωση) για την παρασκευή τόσο συμπαγών, όσο και πορωδών υμενίων ανοδικής αλουμίνας (ΠΑΑ). Εν συνεχεία, παρουσιάζεται η ιδιαίτερη δομή που αναπτύσσουν αυτά τα ΠΑΑ υμένια, καθώς και τα ιδιαίτερα μορφολογικά χαρακτηριστικά τους, ενώ στο τελευταίο μέρος του κεφαλαίου γίνεται μία εκτενής αναφορά σχετικά με το μηχανισμό που αναπτύσσει αυτή την ιδιαίτερη δομή της και τις ιδιαιτερότητες που παρουσιάζει η ανάπτυξη υμενίων ΠΑΑ σε υπόστρωμα Si. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται μία παρουσίαση της βιβλιογραφίας σχετικά με τη φωτοφωταύγεια της ΠAA. Δίνεται μία σύντομη ιστορική ανασκόπηση της έρευνας σχετικά με το θέμα και τέλος αναφέρονται οι επικρατέστερες θεωρίες σχετικά με τη φύση των κέντρων φωτοφωταύγειάς της. Στο τρίτο και τελευταίο κεφάλαιο γίνεται παρουσίαση όλης της πειραματικής διαδικασίας, όπως αυτή ακολουθήθηκε, των αποτελεσμάτων που εξήχθησαν από αυτήν και τέλος των συμπερασμάτων στα οποία καταλήξαμε. Αρχικά γίνεται μία αναφορά στον εξοπλισμό που χρησιμοποιήθηκε για την παρασκευή των υμενίων και την πραγματοποίηση των οπτικών μετρήσεων, καθώς και των μορφολογικών χαρακτηριστικών των δειγμάτων μέσω εικόνων SEM. Εν συνεχεία, παρατίθενται τα φάσματα φωτοφωταύγειας των δειγμάτων στα οποία παρατηρήθηκαν ενσωματωμένες περιοδικές ταλαντώσεις. Τέλος, επιχειρείται μία προσπάθεια εξήγησης της προέλευσης αυτών των επαγόμενων ταλαντώσεων στα φάσματα φωτοφωταύγειας των δειγμάτων, καθώς επίσης αναπτύσσεται και αντίστοιχος μαθηματικός φορμαλισμός που μας επιτρέπει να εξάγουμε τον ενεργό δείκτη διάθλασης neff των δειγμάτων μας από τα φάσματα φωτοφωταύγειάς τους.
description: Purpose of this project is the measure and the study of photoluminescence spectra of self- assembly porous anodic alumina anodized on Si substrate. For this project was anodized samples so to sulfuric aqua solution and to oxalic aqua solution and after was measured their photoluminescence spectra. Chapter one deals with the theory and mechanisms governing porous anodic alumina film growth, either on porous anodic films formed by anodization of aluminum foils, or on porous anodic films developed on Si substrates. Additionally, the effect of different factors (pH, temperature, applied voltage) on the final structural characteristics is presented. Chapter two presents the bibliography about the photoluminescence spectra of porous anodic alumina. It is doing a short historical review about the subject and finally it is referred the most recent theories about the photoluminescence centres of the porous anodic alumina. Chapter three is the final and it deals with the experimental part of the project. The experimental process is described as it was doing. Firstly, the technical equipment for the electrochemical oxidation of the samples and the optical measurements is describing. Then, some SEM pictures of the samples are sawn and finally I try to explain the mechanism which induces the periodical oscillations to the photoluminescence spectra of the samples. Also, a mathematical formalism which allows us to calculate the effective refractive index (neff) of the samples by the PL spectra is developed.