İmmitans spektroskopisi: Paralel RC metodolojisi
Immittans spectroscopy: Parallel RC metodology
Yazar: BÜLENT KOCAKIR
Danışman: PROF. DR. MURAT BAYHAN
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında genel davranışları pn heteroeklem aygıt özellikleriyle ilişkili kompleks immitans fonksiyonlarına (empedans, admitans ve elektrik modulus) ait karakteristik Cole-Cole ve Bode eğrilerinin benzetişim sonuçlarına yer verilmiştir. Bakır levha üzerine transfer baskı yöntemiyle üretilen paralel RC eşdeğer devreleri empedans analizörü vasıtasıyla ölçülerek benzetişim sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Seri direnç bağlı tek paralel RC devresinde farklı paralel direnç değerlerine empedansın Cole-Cole grafikleri genel olarak tek bir yay şeklindedir. Bununla beraber, çift paralel RC devresinin zaman sabitleri arasındaki orana bağlı farklı iki çembersel yay gözlenir. 1. paralel gözdeki direnç değerlerine bağlı açısal frekansın mutlak empedans (veya mutlak admitans) Bode eğrileri iki basamaklı davranış sergiler. Admitans ve empedansın faz açı ilişkileri göz önüne alındığında Bode grafiklerinin benzerlik taşıdığı ve tepe noktasına karşılık gelen faz açı değerlerinin işaret dışında aynı olduğu belirlenmiştir. 1. gözün farklı direnç değerlerine karşın elektrik modulusun Cole-Cole grafikleri kapalı olmayan yarım çembersel bir yayla birlikte dikey bir doğrudan oluşur. Her bir yayın çevresi artan   (veya azalan  ) ile birlikte artar. Mutlak modulusun aynı direnç değerlerine karşın elde edilen Bode grafikleri açısal frekansla değişen hızlı bir yükselişin ardından azalan (basamaklı yapı) bir davranış sergiler. Modulusun açısal frekansa karşı faz açısı grafiklerinde düşük frekans bölgesinde başlayan azalma 1. gözün artan direnciyle beraber hızla büyüyerek 1. minimum oluşur ve ardından yüksek frekans bölgesine doğru 2. minimum belirir. Artan açısal frekansla birlikte eğriler tek bir eğri haline gelerek hızla   değerine ulaşır. Bununla beraber, tek paralel RC eşdeğer devre modelinde sadece bir minimum belirir. Tepe noktaları, 1. gözün artan direnç değerlerine karşın düşük frekans bölgesine doğru ötelenir.

Abstract:
In this thesis, a detailed assessment of Cole-Cole and Bode plots of the complex immitance spectroscopic functions (impedance, admittance and electric modulus) whose shapes in particular may be of relevance to properties of pn device is well performed in the scope of parallel RC equivalent circuit methodology. The natural form of real Z versus imaginary Z plots derived from the impedance data corresponding to single parallel RC circuit represents a unique semi-circular arc. However, two separated circular arcs were appeared in cases where double parallel RC circuit is considered. Accordingly, the magnitude of impedance appeared to have two distinct shoulders. It is noteworthy that the peak values of the phase angle associated with the corresponding Z and Y data are equal to each other except with a minus sign.

Cole-Cole plot of the complex electric modulus is represented by the locus of the modulus vector M resulted in broken semicircles followed by a vertical straight line. The variation of the magnitude of electric modulus versus angular frequency displayed a sharp increase followed by a shoulder as angular frequency increases. Additionally, the Bode plots of phase angle displayed a slow decrease below an onset followed by minima. Interestingly increasing the resistor further up may result vanishing the first minima. At high frequency regime, the phase angle drops gradually down and then the second minima form. Accordingly, a gradual decrease takes place whilst all the curves converged to a single one and virtually saturates to almost a constant value.