20766

۲۰۷۶۶

ساخت و بهينه سازي ادوات فوتونيكي با استفاده از نانو ساختارهاي اكسيدي نيمه رسانا

كارشناسي ارشد

فوتونيك

۱۳۹۵-۱۳۹۷

۱۳۹۷/۱۲/۱۹

دكتر بيژن غفاري

فيزيك

چكيده آشكارسازهاي نوري قطعاتي هستند كه نور را به جريان الكتريكي تبديل مي كنند. به منظور بررسي عملكرد يك آشكارساز نوري پارامترهايي از قبيل جريان تاريك، جريان فوتوني، جريان در وجود نور، پاسخ دهي تعريف مي شود. در سال هاي اخير تحقيقات بسياري به منظور بهينه سازي پارامترهاي يك آشكارساز نوري انجام گرفته است. در اين پژوهش به تاثير شكل الكترود و شكل اتصالات الكتريكي در پارامترهاي الكترواپتيكي لايه نازك اكسيد روي پرداخته شده است. از آن جايي كه تاكنون تاثير شكل هندسي الكترود روي پارامترهاي لايه نازك اكسيد روي مورد بررسي قرار نگرفته است، تعداد زيادي از اشكال را مورد پردازش قرار داديم. روش معمول ايجاد طرح هاي مختلف الكترود، ليتوگرافي است، اما به دليل تعداد زياد نمونه ها و افزايش هزينه ها روشي ديگر را جايگزين ليتوگرافي كرديم. در اين روش از دستگاه چاپ مدارات الكترونيكي براي ايجاد اشكال مختلف الكترود بر روي لايه نازك اكسيد روي استفاده كرديم. دقت اين دستگاه براي رسم و چاپ برد برابر با 0.1 ميلي متر است. در اين پژوهش از زير لايه فايبرگلسFR4 به دليل روش انتخابي براي ايجاد الكترودها و مزاياي آن از قبيل قابل انعطاف بودن، مقاومت سطحي بالا استفاده شده است. روش لايه نشاني به كار رفته، روش اسپاترينگ است كه دقت بسيار زيادي داشته و امكان آلودگي سطح در آن بسيار پايين است. چيدمان هايي براي اندازه گيري برخي از پارامترهاي يك آشكارساز نوري از قبيل جريان تاريك، جريان تحت تابش و زمان پاسخ دهي بسته شد. همچنين به منظور بررسي ويژگي هاي اپتيكي و ساختاري تست هاي XRD، SEM و آناليز طيف سنجي فرابنفش– مرئي انجام شد. نتايج به دست آمده در اين پژوهش نشان مي دهد كه برخي از نمونه هاي معرفي شده، در بسياري از پارامترهاي يك آشكارساز نسبت به شكل MSM دندانه شانه اي رايج ، بسيار بهتر عمل مي كنند و براي نتيجه گيري و جمع بندي بهتر، ارتفاع سد شاتكي نمونه ها را محاسبه كرديم و تطابق زيادي بين نتايج حاصله در آزمايشگاه و ارتفاع سد شاتكي متناظر با نمونه ها كه محاسبه شده، بدست آمد. براي مثال دو نمونه 10 و 66 ، به ترتيب ارتفاع سد شاتكي برابر باeV))۰.۶۱۹، ۰.۸۶۸و جريان تحت تابش آن ها برابر با ۴۷۰ و۰.۰۵ميكروآمپر است كه يعني هر چه ارتفاع سد شاتكي بيش ترباشد جريان كم تر است. واژه‌هاي كليدي: آشكارسازهاي نوري، لايه نازك اكسيد روي، شكل الكترود، جريان تاريك، جريان فوتوني

1398/04/03

Fabrication and optimization of photonic devices using semiconductor oxide nanostructures

3/10/2019 12:00:00 AM

Abstract: Photodetectors are components that convert light into electrical current. In order to verify the performance of a photodetector’s parameters such as dark current, photocurrent, current in light, and response time are defined. In recent years, many studies have been conducted to optimize the parameters of a photodetector.. In this study, the effect of the shape of the electrode and the shape of the electrical contacts in the electro optic parameters of the thin film of ZnO have been investigated. Since the influence of the geometric shape of the electrode on the parameters of the thin film of zinc oxide has not yet been investigated, we have processed a large number of forms. The usual method of creating different designs of the electrode is lithography, but because of the large number of samples and increased costs, we replaced the lithography with another method. In this method, PCB printing was used to create different forms of electrodes on a thin film of zinc oxide. The accuracy of this device for drawing and printing the board is 0.1 mm. In this research, the FR4 fiberglass substrate has been used because it is the selective method for creating electrodes and its advantages such as flexibility, high surface resistance. The method of deposition is a sputtering method that has a very high accuracy and low surface contamination. Dark current test, current in light and response time were designed to measure the parameters of the dark current, current in light and response time. For study the optical and structural properties of thin film ZnO samples, XRD, SEM, and UV-Visible spectroscopy tests were used. The results obtained in this study show that some of the proposed samples are much better in many of the detector's parameters than common interdigital MSM. Keywords: photodetector, thin film of ZnO, shape of electrode, dark current, photocurrent