Silikon karbür nanotel / karbon nanotüp heteroyapılı hibrat alan emisyon elektron kaynağı

Abstract

Proje kapsamında yapılan deneylerle, Silikon Karbür (SiC) yarıiletkeninin üstün malzeme özelliklerinin ve grafen yapısının muazzam alan emisyon özelliğinin biraraya getirilmesiyle, SiC nanotel/karbon nanotüp yapılı bir elektron kaynağının üretimi yapılmıştır. SiC nanotel/karbon nanotüp heteroyapısının fabrikasyonu nanoküre litografisi, reaktif iyon aşındırma ve epitaksiyel grafen büyütme gibi bir dizi ardışık metod kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Nanofabrikasyonu yapılan elektron kaynağının vakum ortamında uygulanan sürme elektrik alanlar altında, alan emisyon tünelleme akım değerleri saptanmıştır. Bu deneyler farklı en/boy oranlarına sahip bir dizi SiC nanotel örneği için tekrarlanarak, alan emisyon eşik potansiyel değeri en düşük, yüksek akım yoğunluklu elekton demeti oluşturan elektron kaynağının yapısal ve elektriksel özellikleri belirlenmiştir. Bu ölçümler UV ışık etkisi altında tekrarlanarak, SiC yarıieltken kristalinde açığa çıkan fotoelektronların alan emisyon elektron akımına katkısı incelenmiştir. Literatürdeki örneklerle karşılaştırıldığında, proje kapsamında üretilen SiC nanotel/karbon nanotüp heteroyapısının çok daha az bir enerji ile (düşük elektrik alan) yüksek koherentlikte ve yüksek akım yoğunluklarında elektron demeti yaydığı bulunmuştur. Özellikle en/boy oranı 10?un üzerinde olan ve çeperleri grafenleştirilmiş SiC nanotel örneklerinden elde edilen alan emisyon akım yoğunluğunun, UV ışık altında çok daha yüksek değerlere ulaşabildiği gösterilmiştir. Tamamlanan proje ile üretimi yapılan nanoyapılandırılmış hibrit alan emisyon kaynağı üzerine gerçekleştirilen bu araştırmayla, ülkemizin ihtiyaç duyduğu teknolojik altyapı ve bilgi birikimine katkı sağlandığı düşünülmektedir. Verimi yüksek bir alan emisyon elektron kaynağının yerli imkânlarla üretilip geliştirilmesinin, proje raporu önsözünde bahsedilen teknolojik cihazların imal edilmesi konusunda ülkemizin dışa bağımlılığını azaltması beklenmektedir.