Solmaz, Ramazan2019-11-282019-11-2820.06.20192019-06-20https://hdl.handle.net/20.500.12604/1903Yarıiletken malzemelerin kararlılıklarının belirlenmesi için kullanılan yöntemlerden biriside bu malzemelerin değişken kuvvetli elektrik alanı ortamlarında ve farklı frekanslarda sergilediği davranışların incelenmesidir. Bu tez çalışmasında, bariyer boşalması (BB) sisteminde p ve n tipi yarıiletken tabakaların boşalmanın oluşumu ve gelişimi üzerindeki etkisi, düzlemsel elektrot konfigürasyonunda tek ve çift bariyerli olarak incelenmiştir. Deneyler rastgele belirlenen 50 Hz, 100 Hz, 200 Hz, 350 Hz ve 500 Hz frekanslı alternatif gerilim ile vakum, hava ve azot gazı ortamlarında gerçekleştirilmiştir. Oluşturulan Yarıiletken Bariyer Boşalması (YBB) uygulamalarından elde edilen veriler ile Gerilim-Akım eğrileri oluşturularak boşalmanın akım osilasyonları incelenmiştir. Çalışmada YBB’nin frekans etkisini incelemek amacıyla boşalmanın Frekans-Akım eğrileri oluşturulmuştur. Elde edilen sonuçlara göre, elektrotların içinde bulunduğu ortamın basıncı ve gazın cinsi gibi parametrelerin boşalmanın gelişimi üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu görülmüştür. p ve n tipi yarıiletken tabakaların bariyer olarak kullanıldığı uygulamalarda yarıiletken malzemelerin vakum ortamında daha kararlı sonuçlar verdiği görülmüştür. Vakum ortamında n tipi; atmosferik basınçtaki hava ve azot ortamında ise p tipi yarıiletken malzemenin daha kararlı bir davranış göstermiştir. Yapılan uygulamalarda, düşük basınç, düşük gerilim ve düşük frekans koşullarında daha kararlı sonuçlar alınmıştır. Azot gazının genel durumlarda sistemin kararlılığını artırdığı görülmüştür. Vakum, hava ve azot gazı ortamlarında yapılan uygulamalarda frekansın artmasına karşılık, delinme olaylarının daha düşük gerilim değerlerinde meydana geldiği gözlenmiştir. Sisteme uygulanan frekansa bağlı olarak YBB sisteminde bir rezonans noktasının varlığı tespit edilmiştir. Alınan diyagramlardan boşalmaya ait bazı temel parametrelerin hesaplanma yöntemleri belirlenmiştir.ÖN SÖZ İİİ İÇİNDEKİLER İV TABLOLAR LİSTESİ Vİ ŞEKİLLER LİSTESİ Vİİ KISALTMALAR VE SİMGELER LİSTESİ İX ÖZET Xİİİ ABSTRACT XİV 1. GİRİŞ 1 1.1. Gazlarda Elektriksel Boşalmaların Tarihsel Kökleri 2 1.2. Bariyer Boşalmaları ve Gelişim Süreci 4 1.2.1. BB’de elektrot konfigürasyonları 6 1.2.2. BB sisteminde bariyerler 8 1.2.3. Bariyer boşalmasının parametreleri 9 1.2.4. Yarıiletken bariyer boşalması (YBB) sisteminin modellenmesi 13 1.2.4.1. Tek bariyerli iki tabakalı MGYM hücre modeli 13 1.2.4.2. Çift bariyerli üç tabakalı MYGYM hücre modeli 19 1.2.5. BB sisteminde kullanılan güç kaynakları 24 1.2.6. BB’de mikroboşalmalar 26 1.2.7. Paschen eğrisi 29 1.3. BB Sisteminde Boşalma Rejimleri 30 1.3.1. BB’de filamentli çalışma modu 31 1.3.2. Homojen BB’ler 32 1.3.3. Radyo frekansı tabanlı BB’ler 33 1.3.4. BB’de kılcal jet modu 34 1.4. BB Endüstriyel Uygulamaları 35 1.4.1. BB sisteminde ozon üretimi veya gazların işlenmesi 36 1.4.2. BB’ler ile ışık üretimi 38 1.4.3. BB’lerde üretilen plazma ile yüzey modifikasyonları 40 1.4.4. BB’de üretilen plazmanın tıp ve arındırma uygulamaları 41 1.4.5. BB yöntemi ile sıvıların arıtılması 42 2. LİTERATÜR ARAŞTIRMASI 43 3. MATERYAL VE METOT 52 3.1. Materyal 52 3.1.1. Yüksek gerilim transformatörü, güç kaynakları ve ölçüm sistemi 53 3.1.2. Yarıiletken bariyerler 54 3.1.2.1. Yarıiletken silikon tabakaların özellikleri 54 3.1.3. Deneysel çalışmada kullanılan hava ve azot gazlarının özellikleri 58 3.1.3.1. Hava 58 3.1.3.2. Azot 60 3.1.4. Boşalma reaktörü ve elektrot konfigürasyonu 61 3.2. Deney ve Metot 63 4. BULGULAR VE TARTIŞMA 65 4.1. Bariyersiz Düzlemsel Elektrot Sisteminde Elde Edilen Gerilim-Akım Öz Eğrileri 66 4.2. p Tipi Yarıiletken Tabaka ile Oluşturulan Tek Bariyerli YBB Sisteminin Boşalma Deneyi Analizi 71 4.3. p Tipi Yarıiletken Tabaka ile Oluşturulan Tek Bariyerli YBB’nin Gerilim-Akım Öz Eğrileri 76 4.4. n Tipi Yarıiletken Tabaka ile Oluşturulan Tek Bariyerli YBB’nin Gerilim-Akım Öz Eğrileri 82 4.5. p ve n Tipi Yarıiletken Tabakalar ile Oluşturulan Çift Bariyerli YBB’nin Gerilim-Akım Öz Eğrileri 86 4.6. p ve n Tipi Yarıiletken Tabakalar ile Oluşturulan Çift Bariyerli YBB’nin Frekansa Bağlı Akım Değişimi 91 4.7. Bariyersiz, Tek Bariyerli p Tipi, Tek Bariyerli n Tipi ve Çift Bariyerli (p-n tipi) Elektrot Konfigürasyonuyla Vakum Ortamında Yapılan Uygulamaların Karşılaştırılması 97 4.8. Bariyersiz, Tek Bariyerli p Tipi, Tek Bariyerli n Tipi ve Çift Bariyerli (p-n tipi) Elektrot Konfigürasyonuyla Hava Ortamında Yapılan Uygulamaların Karşılaştırılması 100 4.9. Bariyersiz, Tek Bariyerli p Tipi, Tek Bariyerli n Tipi ve Çift Bariyerli (p-n tipi) Elektrot Konfigürasyonuyla Azot Ortamında Yapılan Uygulamaların Karşılaştırılması 103 5. SONUÇLAR VE ÖNERİLER 106 5.1. Sonuçlar 106 5.2. Öneriler 110 6. KAYNAKLAR 112 ÖZGEÇMİŞ 121trinfo:eu-repo/semantics/openAccessp ve n tipi yarıiletken bariyerler, YBB boşalma akım osilasyonları, YBB’nin frekans analizi.Doctoral Thesis558782