Grafen yapılarda galvanomagnetik ölçümler

Abstract

Grafen sahip olduğu mükemmel özelliklerinden dolayı büyük ilgi çekmektedir. Grafenin en önemli özelliklerinden biri elektronik aygıtlar için gelecek vaat eden malzeme olmasına neden olan elektronik özellikleridir. Bu tez çalışmasında, Bilkent Üniversitesi tarafından temin edilen TiO2/Si alttaş üzerinde Kimyasal Buhar Biriktirme (CVD) ile elde edilen tek katman grafen numunenin (SLG/TiO2/Si) galvanomagnetik ölçümleri yapıldı. Hall-bar şeklindeki SLG/TiO2/Si numunesi üzerindeki düşük alan Hall etkisi ölçümleri sıcaklığın fonksiyonu olarak 1,8-269,5 K sıcaklık aralığında yapıldı. Elektronik taşınım karakteristiğini etkileyen saçılma mekanizmaları, sıcaklığa bağlı Hall mobilitesinin () deneysel verilerine uygulanarak araştırıldı. Benzer yaklaşım epitaksiyel olarak büyütülmüş SiC alttaş üzerindeki tek katman grafen ve CVD ile büyütülmüş SiO2/Si alttaş üzerindeki tek katman grafen için de tekrarlandı. Hesaplamalarda başlıca iyonize olmuş safsızlık saçılması, boyuna akustik fonon saçılması ve uzak arayüz optik fonon saçılmaları kullanıldı. Örneklerin fizikler parametrelerini elde etmek için Shubnikov de Hass (SdH) ölçümleri 1,8-269,5 K sıcaklığı aralığında ve 11 T magnetik alana kadar incelendi. 2D taşıyıcı yoğunluğu ve Fermi enerji seviyeleri iki farklı teknikle elde edilen osilasyonların periyotları aracılığıyla belirlendi. Etkin kütle (*) ve kuantum ömrü () gibi diğer numune parametreleri SdH osilasyonları genliğinin sıcaklık ve magnetik alan bağımlılığından elde edildi. Farklı alttaşlara sahip numunelerin taşınım ömrünün kuantum ömrüne oranı ( / ), Hall yoğunluğu (), Hall mobilitesi () değerleri karşılaştırıldı ve bu parametrelerin taşınım olgusuna olan etkileri araştırıldı.