Polikristalin bakır folyo üzerinde büyütülmüş grafenin elektriksel karakterizasyonu
Electrical characterization of graphene synthesized on polycrystalline copper foil
Yazar: MELTEM BABAYİĞİT
Danışman: DOÇ. DR. ENGİN ÖZDAŞ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
İki boyutlu bir malzeme olan grafen kendine özgü konik band yapısı ve yüksek taşıyıcı hızı ile nanoelektronik konusunda çok yaygın bir kullanım potansiyele sahiptir. Grafenin elektronik band yapısının anlaşılması ve bu band yapısının grafenin elektronik taşınım özellikleriyle ilişkilendirilmesi, bu malzeme kullanılarak yapılan aygıtların performanslarını optimize etmek için bir başlangıç noktasıdır. Bu çalışmanın ilk aşamasında, bakır folyo üzerinde kimyasal buhar çöktürme yöntemi kullanılarak büyütülen grafen filmleri yalıtkan Si/SiO2 alttaşlar üzerine transfer etmek için transfer sürecinin operasyonel parametreleri optimize edilmiştir. Transfer süreci boyunca grafen filmlerin zarar görmemesi, filmlerin mobiliteleri üzerinde en etkili olan parametredir. Bu sebeple, sadece filmin temiz (kontaminasyonların olmadığı) kalmasını değil, aynı zamanda filmin Si/SiO2 alttaş üzerinde sürekliliğinin (katlanmalar, çatlaklar ve boşluklardan yoksun) de sağlanması için ideal bir transfer süreci geliştirilmelidir. 
Grafen filmlerin transfer süreci optimize edildikten sonra, sentez koşullarının mobilite üzerindeki etkisini anlamak için, farklı sentez koşullarında farklı örnekler hazırlanmıştır. Bu çalışmada, mobilitesi en büyük olan örneği bulmak için, CH4 akış hızı ve büyütülen filmin CH4 akışına maruz kalma süresi sistematik olarak 5 x 5 mm2'lik grafen filmler için değiştirilmiştir. Ölçülen en büyük mobilite değeri 1275 cm2/V.s'dir.

Anahtar Kelimeler: Grafen, transfer süreci, mobilite, kimyasal buhar çöktürme, sentez 
koşulları

Abstract:
Graphene as a two dimensional material with an unique conical band structure and high carrier velocities holds enormous potential for nanoelectronics. Understanding the electronic band structure of graphene and its relation to the electronic transport properties is the starting point  for optimising the performance of graphene devices and their technological application. In the first stage of this study, the operational parameters of the transfer process optimized for transferring the graphene films which were grown on copper foils via chemical vapour deposition method to the insulator Si/SiO2 substrate. The most effective parameter on graphene film?s mobility is not to degrade of graphene films while transfer process. Because of this reason, an ideal transfer process must be improved not only for providing the cleanliness (i.e., with no contamination)) but also the continuity (i.e., without folds, cracks, or holes) of the films on the Si/SiO2 substrate. 
After optimizing the transfer process of graphene films, in order to understand the influence of the synthesis conditions on the mobility, various samples were prepared different synthesis conditions.  In this study, CH4 flow and exposure time were systematically changed for 5 x 5 mm2 graphene film samples to get the sample with a highest mobility. The measured highest mobility is  1275 cm2/V.s.

Keywords: Graphene, transfer process, mobility, chemical vapour deposition, synthesis 
conditions