Μελέτη και χαρακτηρισμός λεπτών υμενίων νανοδιαστάσεων, με ανάπτυξη θεωρητικών μοντέλων για την επεξήγηση ηλεκτρικών και οπτικών ιδιοτήτων

Παρατζή, Θεοπίστη-Ιωάννα

Study and characterization of nano thin solid films using theoretical models in order to specify the electrical and optical properties

Διπλωματική εργασία

Author

Παρατζή, Θεοπίστη-Ιωάννα

Date

2021-07

Advisor

Ganetsos, Theodore

Διπλωματική εργασία (3.772Mb)

Keywords

Nanotechnology ; Νανοτεχνολογία ; Wafer ; Nano ; Νάνο ; Υμένιο ; Ηλεκτρικές ιδιότητες ; Οπτικές ιδιότητες ; Nano thin solid films

Abstract

Στη παρούσα διπλωματική εργασία, γίνεται χρήση του οργάνου FR-Basic και FR-Monitor κατάλληλα σχεδιασμένα για τη μέτρηση του πάχους νανοϋλικών. Επικοινωνούν μεταξύ τους για να λάβουν επιτυχώς τη μέτρηση πάχους ενός δείγματος (wafer), το οποίο είναι χωρισμένο σε 4 περιοχές, το κάθε ένα με μία επιπλέον επίστρωση μιας χημικής ένωσης. Στην αρχή γίνεται ανάλυση των εργαλείων που χρησιμοποιούνται στις μετρήσεις του υλικού εξοπλισμού (FR-Basic) και του λογισμικού (FRMonitor) και στον τρόπο λειτουργίας τους. Έπειτα περιγράφονται τα επίπεδα του δείγματος, η χρήση του καθενός στη νανο ηλεκτρονική και ποιοί μέθοδοι θα χρησιμοποιηθούν κατά την μελέτη των μετρήσεων πάχους των δειγμάτων. Στη συνέχεια παρουσιάζονται τα αποτελέσματα μετρήσεων με σειρά: πρώτα ανάλογα τη περιοχή, ύστερα μόνο με τη μέθοδο της αντανάκλασης για το κάθε δείγμα προς ανάλυση και ταυτόχρονα παραδίδονται τα διαγράμματα κανονικής κατανομής (Gauss) για κάθε πακέτο μετρήσεων της ίδιας περιοχής, για να χαρακτηριστούν με καλύτερο τρόπο η αξιοπιστία των μετρήσεων και να μπορέσουν να συγκριθούν. Τέλος, κατασκευάζεται μία νέα καμπύλη με τη χρήση Kubelka Munk, κατάλληλη για την εύρεση της τιμής του band gap (ενεργειακού χάσματος) του κάθε δείγματος, όπου συγκρίνονται με τις τιμές των ενεργειακών χασμάτων.

Abstract

In the present dissertation, the FR-Basic and FR-Monitor instruments suitable for measuring the thickness of nanomaterials are used. They communicate with each other, in order to successfully obtain the measurement thickness of a sample (wafer), which in this experimental device is divided into 4 regions, each of them with an additional coating of a chemical compound. At the beginning, will be provided the analysis of the tools to be used in the measurement of hardware (FR-Basic) and software (FR-Monitor) and their operation. Then, will be described the levels of the sample, the use of each in nano electronics and what methods will be used when studying the thickness measurements of the samples. They are presented below, the results of in the following order: firstly depending on the area, then only with the reflectance method for each sample to be analyzed and at the same time, the normal distribution diagrams (Gauss) are delivered for each package of measurements of the same area, in order to characterize in a better way the reliability of the measurements and to be able to compare. Finally, a new curve is constructed using Kubelka Munk, suitable for finding the value of the band gap (energy gap) of each sample, where they are compared with the values of the energy gaps.