İndiyum Antimonid Nano-tellerinin Elektrolitik Alaşım Biriktirme Yöntemiyle Üretilmesi Ve Karakterizasyonu

Abstract

Indiyum Antimonid (InSb) iyi bilinen elektro-optik bir malzemedir ve kızılötesi detektörler için yüksek kuantum verimi ve yüksek duyarlılık sunmaktadır. Bununla beraber sıvı azot sıcaklığına soğutulması ihtiyacı, elektro-optik sistemlerin ek ve karmaşık ekipmanlarla büyümesi sonucunu ortaya çıkartan InSb kızılötesi detektörlerin en önemli dezavantajıdır. Yarı-iletkenlerin tek boyutlu yapıları yani kuantum telleri, üç boyutlu kristallerinden elektronik ve optik özellikleriyle farklılaşmaktadır. InSb kuantum telleri kızılötesi detektör teknolojileri için yüksek kuantum verimi ve duyarlılıkla oda sıcaklığında çalışabilme gibi üstün özellikler vaat etmektedir. Nano-tellerinin çeşitli üretim yöntemleri mevcuttur. Bu yöntemler arasında anodize alümina şablonların kullanılması, düşük maliyeti ve uygulama kolaylığı ile tercih edilen bir yöntemdir. Bu çalışmada InSb alaşımı elektrolitik alaşım biriktirme yöntemiyle alümina nano-şablonların içinde büyütülmüştür. Nano-şablonlar alüminyumun anodizasyonuyla elde edilmiş nanometre çaplarında gözeneklere sahip alümina filmlerdir. Şablonlar biriktirilen InSb kristalinin boyutlarını önceden belirlemektedir. Üretilen tellerin çapları 100-10 nm arasında değişmektedir. Üretilen nano teller yüzey ve kırık-yüzey SEM resimleri alınarak görüntülenmiş, EDS analiziyle In/Sb atomik oranı tespit edilmiştir. FT-IR kullanılarak kızılötesi soğurma spektrumları belirlenip, yarıiletkenin bant aralığı belirlenmeye çalışılmış ve RAMAN spektrumları çekilerek FT-IR sonuçları desteklenmiştir.

Indium Antimonid (InSb) is a well known electro-optical material and represents high quantum efficiency and sensitivity for infrared detector applications. InSb detectors have to be used at liquid nitrogen temperature. This means complex and heavy devices are needed to operate an InSb IR detector. One dimensional semi-conductor crystals represents different electrical and optical properties then 3 D crystals. InSb quantum wires promises high quantum efficiency and sensitivity for higher temperature operating IR detectors. There are several methods to fabricate InSb nano wires. Using anodized alümina templates is a cost effective and easily applicable method to produce highly ordered semi-conductor nano wires. In this study InSb alloy was growth in nano porous anodized alümina templates. Dimensions of semiconductor nano wires were designated before plating while anodization process of the aluminum. Wires with 100nm-10nm diameter were fabricated. Produced nano-wires are characterized by taking SEM images from surfaces and cross-section images. The atomic ratio of In/Sb on the film was determined by EDS analysis and FT-IR spectrums were obtained and used to find band gap of semiconductor.