Çift katmanlı nano yapıların radyasyon sensörü olarak incelenmesi
Investigation of double -layer nanostructures as radiation sensors
Yazar: ZEYNEP ALTIN
Danışman: PROF. DR. SEMA BİLGE OCAK
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nükleer Bilimler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, radyasyon sensörü oluşturmak için çift arayüzey katmanı kullanılmıştır. Literatürde olmayan p tipi Silisyum yarıiletken üzerine püskürtme ve termal eveporasyon yöntemleri kullanılarak PbO/SnO2 çift ara yüzey tabakalı yapının diyot parametrelerini incelemek için, akım-gerilim (I-V) ölçümleri oda sıcaklığında -4V ve +3V aralığında alınmıştır. Nano yapıların Gama ışınlarının yarı iletken diyotlar üzerindeki etkilerini anlamak amacıyla, diyotların akım-gerilim (I-V) karakteristikleri radyasyon öncesi ve 30 kGy dozunda gama ışınlamasına maruz bırakıldıktan sonra ölçülmüştür. Elde edilen I-V verileri, ln(I)-V grafiği çizilerek analiz edilmiş ve sıfır-besleme bariyer yüksekliği (Φb), idealite faktörü (n) ve ters doyma akımı (𝐼0) gibi temel diyot parametreleri belirlenmiştir. Ayrıca, I-V verilerinden seri direnç (Rs), şönt direnç (Rsh) ve doğrultma oranı (RR) gibi diğer önemli parametreler de hesaplanmıştır. Bu parametrelerin radyasyon etkisiyle nasıl değiştiği, Cheung ve Norde fonksiyonları gibi farklı yöntemlerle elde edilen sonuçlar karşılaştırarak daha detaylı incelenmiştir. 60Co gama (γ) ışını Al/PbO/SnO2/p-Si yapısı üzerinde Rs ve Φb parametrelerini artırıcı yönde etki ederken ideallik faktörünü (n) azaltıcı yönde etkide bulunmuştur. Sonuçlar incelendiğinde Al/PbO/SnO2/p-Si yapısının 60Co gamma (γ) ışınına karşı duyarlı olduğu ve yapının radyasyon sensörü olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In this thesis, a double interface layer was utilized to fabricate a radiation sensor. To investigate the diode parameters of the PbO/SnO2 double interface layered structure, which is not found in the literature, deposited on a p-type Silicon semiconductor using spraying and thermal evaporation methods, current-voltage (I-V) measurements were taken at room temperature in the range of -4V to +3V. In order to understand the effects of gamma radiation on semiconductor diodes in nanostructures, the current-voltage (I-V) characteristics of the diodes were measured before and after exposure to 30 kGy of gamma irradiation. The obtained I-V data were analyzed by plotting the ln(I)-V graph, and fundamental diode parameters such as zero-bias barrier height (Φb), ideality factor (n), and reverse saturation current (𝐼0) were determined. Additionally, other important parameters such as series resistance (Rs), shunt resistance (Rsh), and rectification ratio (RR) were also calculated from the I-V data. The changes in these parameters due to the radiation effect were examined in more detail by comparing the results obtained through different methods such as the Cheung and Norde functions. The 60Co gamma (γ) radiation was found to increase the Rs and Φb parameters in the Al/PbO/SnO2/p-Si structure, while decreasing the ideality factor (n). Upon examining the results, it was concluded that the Al/PbO/SnO2/p-Si structure is sensitive to 60Co gamma (γ) radiation and that the structure can be used as a radiation sensor.