İki boyutlu elektronik uygulamalar için silisen üretimi

Abstract

Gerçekleştirilen projede, günümüzde önemi gittikçe artan, sadece silikon atomlarından oluşmuş tek atom kalınlığındaki silisen malzemesinin üretilmesi ve karakterizasyonlarının yapılması amaçlanmıştır. Molibden Disülfid (MoS2) ve Boron Nitrür (BN) gibi iki boyutlu malzeme ailesi içerisinde yer alan ve tıpkı karbon nanotüplerdeki gibi kristal oryantasyonuna bağlı olarak yarımetalik, iletkenlik veya yarıiletkenlik gibi birçok farklı elektiriksel özellik sergilemesi öngürülen silisen üzerine yapılan çalışmalar büyük ölçüde teorik hesaplamalar çerçevesinde kalmıştır. Ancak Ag, Ir gibi iletken tabanlarda büyütülebilen silisenin yalıtkan yüzeylere aktarılamaması, bu malzeme üzerine yapılması öngörülen ve silisenin kendisine has yapısal, elektronik ve optik özelliklerinin belirlenmesine yönelik deneysel çalışmalar çok büyük ölçüde sınırlı kalmaktadır. Bu nedenle silisenin dielektrik veya yalıtkan bir yüzeye aktarılması veya böyle bir yüzeyde büyütülebilmesi büyük önem kazanmaktadır. İletken tabanla elektronik etkileşimlerden dolayı, sadece silisenin kendisine ait karakteristik Raman spektroskopisi ölçümleri bulunmamaktadır. Proje kapsamında gerçekleştirilen deneylerde, ultra yüksek vakum (UHV) koşulları altında silisyum atomları bir SiC katı kaynağından buharlaştırılarak, bu silisyum atomlarının 6H-SiC kristali üzerinde büyütülen epitaksiyel grafen tabakaları ve 6H-SiC(0001) yüzeyi tabanına gönderilmiştir. Grafen ve altıgen kristal örgü yapılı SiC yüzeyinde silisen büyütme çalışmaları farklı hedef alttaş sıcaklıklarında sistematik olarak gerçekleştirilmiştir. SiC yüzeylerinde ve epitaksiyel grafen üzerinde silisen katmanı üzerinde Raman spektroskopisi ölçümleri yapılmıştır. SiC yüzeyindeki epitaksiyel grafen tabakası üzerinde büyütülen silisen katmanları mekanik ayrıştırma ile SiO2/Si yalıtkan alttaşlara aktarılmıştır. Elde edilen örneklerde silisen katman veya katmanlarının oluşup oluşmadığı SEM, EDX, STM, Optik Mikroskop ve Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) yöntemleri kullanılarak incelenmiş ve bu ölçümlerden elde edilen verilerin analizleri yapılmıştır.