Μελέτη της βαθμίδας οξείδωσης του Eu μετά την εμφύτευση και ανόπτηση του σε υπόστρωμα SiO2:GaN
Creators: name: Κανδύλα, Θεοδώρα Απόστολου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2022
Subjects: Ευρώπιο (Eu)
Εμφύτευση ιόντων
Ανόπτηση
Europium
Ion implantation
Annealing

description: Αντικείμενο μελέτης της παρούσας εργασίας είναι η οξειδωτική κατάσταση του Ευρώπιου (Eu) μετά την εμφύτευσή του και ανόπτηση σε SiO2 με νανοκρυστάλλους GaN. Η εργασία επικεντρώνεται στα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά των σπάνιων γαιών (ΣΓ) και ειδικότερα του Eu, λόγω του έντονου ατομικού φθορισμού του εξαιτίας μεταπτώσεων των ηλεκτρονίων μεταξύ των f ενεργειακών του καταστάσεων. Τα δύο σθένη του Eu εκπέμπουν σε διαφορετικά μήκη κύματος δίνοντας και διαφορετικά χρώματα. Η πιθανότητα να συμβεί η μετάπτωση εξαρτάται από το κρυσταλλικό πεδίο του υλικού-ξενιστή στο οποίο η ΣΓ καταλαμβάνει συνήθως θέση υποκατάστασης. Γίνεται λόγος για ημιαγωγούς με προσμίξεις ΣΓ με τους ημιαγωγούς III-V να αποτελούν ιδανική ομάδα για εφαρμογές στην οπτοηλεκτρονική, κατασκευή φωτοεκπομπών, σε lasers π.χ Nd:YAG κα. Συγκεκριμένα, το GaN είναι ένας κατάλληλος ημιαγωγός ξενιστής για προσμίξεις με ΣΓ λόγω των χαρακτηριστικών του. Έχει άμεσο και ευρύ ενεργειακό χάσμα (Eg) γεγονός που το καθιστά κατάλληλο ώστε να λειτουργεί σε υψηλές ενέργειες και συχνότητες. GaN με προσμίξεις Eu χρησιμοποιείται στην κατασκευή διατάξεων εκπομπής φωτός όπως δίοδοι εκπομπής φωτός (LED), στην ανάπτυξη επίπεδων οθονών (FPD) κα. Για τη μελέτη της συμπεριφοράς του Eu στο δείγμα χρησιμοποιείται η φασματοσκοπία X-ray Absorption Fine Structure (XAFS), με χρήση της ακτινοβολίας σύγχροτρον. Ειδικότερα, χρησιμοποιούνται τα φάσματα XANES (X-ray Near Edge Structure) τα οποία είναι χαρακτηριστικά της σύστασης της ένωσης και αποτελούν το δακτυλικό της αποτύπωμα. Τα φάσματα XANES είναι εξαιρετικά χρήσιμα για τον χαρακτηρισμό του Eu και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό του βαθμού οξείδωσης του στοιχείου
description: The subject of this MSc Thesis is the oxidation state of Europium (Eu) after its implantation and annealing in SiO2 with GaN nanocrystals. Rare Earth Elements (REE), and in particular Eu, are of great interest due to the intense atomic fluorescence caused by electronic transitions between f states. Eu can be found in two oxidation states, Eu+2 and Eu+3 , which are characterized by emission at different wavenumbers providing light of different colors. The probability of transition depends on the crystalline field of the host material. This work is focused on REE impurities in SiO2 where GaN nanocrystals were grown by means of ion implantation and annealing. The III-V semiconductors comprise an ideal group for applications in optoelectronics, fabrication of photo emiting devices, high technology products (laser Nd: YAG) etc. In particular, GaN is a suitable semiconductor host for REE impurities due to its characteristics. Its direct and wide band gap (Eg) allows the operation at high power and frequencies. GaN with Eu helps in the construction of light emitting devices such as light emitting diodes (LEDs), the development of flat panel display (FPD) etc. The X-ray Absorption Fine Structure (XAFS) spectroscopy technique is used to study the behavior of Eu in the sample, using synchrotron radiation. X-ray Absorption Near Edge Structure (XANES) spectroscopy is an atom selective technique with the spectrum being the fingerprint of the compound. It is extremely useful for characterizing Eu because it is a sensitive method for the determination of the oxidation state of the element