Yarıiletken gaz boşalma sisteminde plazma süreçlerinin modellenmesi ve uygulanması
Modeling and application of plasma processes in semiconductor gas discharge system
Yazar: EVRİM TANRIVERDİ
Danışman: PROF. DR. HATİCE HİLAL KURT
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Çalışmamızda kızılötesi görüntü çevirici sistemlerinin dc argon plazma sistemleri kullanılarak farklı değerlerdeki değişimlerin incelenmesi gerçekleştirilmiştir. Dc Argon plazma sistemlerinde farklı yarıiletken malzemeler katot olarak kullanılan bir sistemde SnO2 kaplı cam plaka ise anot olarak tanımlanmıştır. Farklı basınç (P) ve elektrotlarası mesafe (d) için hem teorik olarak hem deneysel olarak araştırmalar yapılmıştır. Plazma oluşumu için sistemimizde Argon gazı kullanılmıştır. Özellikle düşük basınç değerlerinde plazma parametreleri kullanılarak farklı p ve d değerine göre çok değişkenli değerler gözlenirken atmosferik basınç seviyesinde veya yakın bir değerinde p ve d değerlerine bağlı olarak anlamlı bir değişiklik olmadığı gözlendi. Buna ek olarak akım voltaj karakteristiği ölçüm değerlerinde belirgin bir fark gözlenmemiştir.  Teorik olarak  elektron sıcaklığı,  ortalama elektron enerjisi, mobilite, elektriksel potansiyel, yüzeysel yük yuğunluğu, termal Hız, uzaysal yük yoğunluğu, elektron yoğunluğu ve Townsend katsayıları hesaplanmıştır, deneysel olarak ise akım voltaj karakteristiklerinin  farklı yarıiletken katot, P , d ve Disk çapları için ölçümler yapılmıştır. İkincil emisyon katsayı değerleri ölçülerek farklı parametrelere bağlı olarak plazma sisteminin paschen eğrisi belirlenir. Buradan elde edilen sonuçlarla plazma sisteminin çalışma gerilimi belirlenerek en verimli akım-voltaj karakteristiğinin nasıl olması gerektiği belirlenmiştir. Deneysel çalışmalarda uygulanan voltaj 1000V -2000V arasındadır, teorik çalışmalarımızda ise COMSOL Multiphysics programının Ac-Dc modülü ve Plazma modülü kullanılarak çalışmalar tamamlanmıştır.

Abstract:
In this study, we have investigated the changes in the infrared values by using dc argon plasma systems. In dc Argon plasma systems, different semiconductor materials are used as cathode and SnO2 coated glass plate is defined as anode. Both theoretically and experimentally researches have been made for different pressure (P) and electrode distance (d). Argon gas was used in our system for plasma formation. Multivariate values were observed for different P and d values by using plasma parameters, especially at low pressure values, but no significant change was observed at atmospheric pressure level or close to P and d values. In addition, no significant difference was observed in the measurement values of the current voltage characteristics. Theoretically, electron temperature, average electron energy, mobility, electrical potential, surface charge density, thermal velocity, spatial charge density, electron density and Townsend coefficients were calculated. it is made. By measuring the secondary emission coefficient values, the paschen curve of the plasma system is determined based on the different parameters. The results obtained here determined the operating voltage of the plasma system and how the most efficient current-voltage characteristic should be. The voltage applied in experimental studies is between 1000V - 2000V, and in our theoretical studies, Ac-Dc module and Plasma module of COMSOL Multiphysics program have been completed.