Akademik Veri Yönetim Sistemi
Hoştut M., Demir İ.(Yürütücü), Köksal M., Altuntaş İ., Ergün Y., Özer S., et al.
TÜBİTAK - AB COST Projesi , 2025 - 2027
Genişletilmiş Kısa Dalga Kızılötesi (e-SWIR) genellikle geleneksel örgü uyumlu InGaAs
dedektörlerin absorplamayı bıraktığı yerden başlayan, yaklaşık 1.7 μm' den 2.5 μm' ye
kadar olan ışık dalga boylarını ifade etmektedir. Bu spektral aralıkta fotonları tespit edebilen
dedektör teknolojileri oldukça sınırlıdır. Ayrıca, bu banttaki güneş aydınlatması, daha kısa
dalga boylarına kıyasla daha düşük seviyededir. Ancak, e-SWIR bandındaki azaltılmış
atmosferik saçılma, duman, pus ve diğer atmosferik parçacıklar arasında mükemmel
görüntüleme sağlamaktadır ve yüksek çözünürlüklü uzun menzilli görüntüleme imkânı
sunmaktadır. e-SWIR dedektörleri, güvenlik, atık ayırma, sanat analizi ve gaz tespiti gibi
birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, tıbbi cihazlar gibi hassas
uygulamalarda yayıcı performansını karakterize etmek için ışın profilleyicileri olarak giderek
daha önemli hale gelmektedir.
Optoelektronik aygıtların performansı, kullanılan yarı iletken malzemelerin yapısal,
elektriksel ve optik özelliklerine doğrudan bağlıdır. Havacılık, uzay, savunma, biyomedikal
görüntüleme ve uzaktan algılama gibi kritik alanlarda kullanılmak üzere, e-SWIR bölgesinde
yüksek verimli fotodedektörlerin geliştirilmesi büyük önem taşımaktadır. Ancak, geleneksel
InxGa1-xAs tabanlı rastgele alaşım (RA) dedektörlerde örgü uyumsuzluğu nedeniyle yüzey
pürüzlülüğü ve threading dislokasyon yoğunluğu gibi yapısal kusurlar ortaya çıkmakta, bu
da cihaz performansını sınırlamaktadır. Bu çalışmada, dijital alaşım (DA) yöntemiyle
büyütülen InAsyP1-y tabanlı süperörgü (SL) yapılarının, RA yöntemine kıyasla daha düşük
karanlık akım, geniş spektral ayarlanabilirlik ve yüksek dedektör verimliliği sunma
potansiyeli araştırılacaktır. InAsyP1-y malzemesi, bileşim oranının hassas kontrolü ile 1?3
μm dalga boyu aralığında genişletilmiş spektral duyarlılık sağlayabilmektedir. Aynı zamanda
DA yöntemi kullanılarak büyütülen yapılar, örgü uyumsuzluklarını minimize ederek daha
düşük threading dislokasyon yoğunluğu ve yüzey pürüzlülüğü sunmaktadır. Literatürde,
InAsyP1-y malzemesi dijital alaşım yöntemiyle absorpsiyon tabakası olarak henüz
kullanılmamıştır; bu nedenle proje özgün bir yaklaşım sunarak önemli bir boşluğu
dolduracaktır.
Proje kapsamında, fotodedektör tasarımı TCAD simülasyonları ile optimize edilecektir.
Simülasyon aşamasında, InP/InAs monolayer (ML) kalınlıklarının optimize edilmesiyle ideal
soğurma yapıları belirlenecek ve farklı yapıların optik ve elektriksel özellikleri incelenecektir.
Tasarlanan yapı Metal Organik Buhar Faz Epitaksi (MOVPE) yöntemi kullanılarak
büyütülecektir ve yüksek çözünürlüklü X-ışını kırınımı (HRXRD), Hall ölçümü ve Atomik
Kuvvet Mikroskobu (AFM) kullanılarak karakterize edilecektir. Ardından, mikrofabrikasyon
süreci tamamlanarak aygıt performansı akım-gerilim (I-V) ölçümü ve spektral tepki ölçümü
yapılarak detaylı olarak karakterize edilecektir.
Geliştirilecek e-SWIR dedektörleri, mevcut InGaAs dedektörlerin yetersiz kaldığı dalga
boylarında çalışan LiDAR sistemlerinde, serbest uzay optik iletişim, savunma sanayi, tıbbi
görüntüleme, hassas tarım, güvenlik, optik iletişim, termografi, hiperspektral görüntüleme,
astronomi ve gaz sensörleri gibi ileri teknoloji alanlarında DA yöntemiyle üretilen InAsyP1-y
tabanlı dedektörlerin yenilikçi çözümler sunarak, performans üstünlüğü sağlaması
beklenmektedir. Ayrıca, projede yetiştirilecek lisans ve lisansüstü öğrenciler aracılığıyla
nitelikli insan kaynağı yetiştirilmesine katkı sağlamaktadır.
Proje, Türkiye?nin 12. Kalkınma Planı?nda yer alan ?Yeşil ve Dijital Dönüşümle Rekabetçi
Üretim? ve ?Nitelikli İnsan, Güçlü Aile, Sağlıklı Toplum? doğrudan örtüşmektedir. ?Afetlere
Dirençli Yaşam Alanları, Sürdürülebilir Çevre? başlıkları ile dolaylı olarak örtüşmektedir.