Pembangunan peranti pengesan foto hibrid MoS2/h-BN/Gr untuk aplikasi berkuasa kendiri

Umahwathy Sundararaju (P100860)

Please use this identifier to cite or link to this item: https://ptsldigital.ukm.my/jspui/handle/123456789/464242

Full metadata record

DC Field	Value	Language
dc.contributor.advisor	P. Susthitha Menon, Prof. Madya Dr.
dc.contributor.author	Umahwathy Sundararaju (P100860)
dc.date.accessioned	2023-09-26T06:49:40Z	-
dc.date.available	2023-09-26T06:49:40Z	-
dc.date.issued	2022-05-20
dc.identifier.other	ukmvital:129053
dc.identifier.uri	https://ptsldigital.ukm.my/jspui/handle/123456789/464242	-
dc.description	Pengesan foto ialah peranti semikonduktor yang mengubah isyarat optik kepada isyarat elektrik boleh-ukur dalam bentuk voltan, arus atau rintangan dan diaplikasikan secara meluas dalam pelbagai bidang seperti komunikasi, kebolehlihatan gelap, elektronik fleksibel dan pengimejan perubatan. Kebanyakan pengesan foto dalam bidang tersebut mengutamakan pengoperasian pada voltan rendah atau sifar dengan menggunakan keupayaan dalaman yang wujud pada kawasan susutan peranti. Pengesan foto yang beroperasi tanpa bekalan kuasa luaran dikenali sebagai pengesan foto berkuasa kendiri. Penggunaan bahan-bahan dua dimensi (2D) termasuk grafin (Gr) dan molibdenum disulfida (MoS2) sangat terkenal untuk aplikasi pengesanan foto kerana kombinasi ini saling melengkapi kekurangan bahan secara individu untuk mencapai prestasi peranti yang lebih baik. Walau bagaimanapun, kombinasi bahan hibrid ini mengalami prestasi rendah pada voltan kecil disebabkan oleh arus bocor yang tinggi akibat pembengkokan jalur yang kecil pada antaramuka MoS2/Gr. Oleh itu, bilangan lapisan penebat boron nitrid heksagon (h-BN) yang bersesuaian diselitkan di antara MoS2/Gr untuk meminimumkan arus bocor serta menjadikannya lebih sesuai untuk aplikasi berkuasa kendiri. Maka, kajian ini bertujuan untuk memodel dan mencirikan pengesan foto hibrid MoS2/h-BN/Gr serta mengoptimasikan prestasi peranti dengan pengubahsuaian dimensi dan gandingan plasmonik melalui pendekatan permodelan berangka. Kesan ketebalan h-BN terhadap prestasi peranti juga dikaji melalui pendekatan fabrikasi serta pencirian peranti. Permodelan berangka serta pencirian peranti dilakukan dengan menggunakan perisian Silvaco Atlas TCAD. Model yang divalidasi, dioptimumkan melalui kaedah Taguchi serta penggandingan kesan plasmonik dinilai untuk memperbaiki prestasi peranti dari segi nisbah arus foto terhadap arus gelap (Ifoto/Igelap). Selain itu, bahan Gr dan h-BN bagi fabrikasi peranti dipindahkan melalui kaedah pemindahan basah manakala MoS2 dienapkan melalui teknik enapan wap-kimia (CVD). Pencirian peranti yang difabrikasi dilaksanakan dengan mikroskop optikal dan pengujian arus-voltan (IV). Peranti pengesan foto berstruktur MoS2, h-BN dan Gr dengan masing-masing berketebalan sebanyak 0.65 nm, 1.2 nm dan 0.335 nm dimodel dan didapati bahawa peranti tersebut mempunyai Ifoto/Igelap sebanyak 14, iaitu peningkatan 16.7 % berbanding kajian lepas. Kadar penyerapan foton dan kadar penjanaan foto yang tertinggi di dalam peranti adalah pada lapisan MoS2, masing-masing sebanyak 4.25 x 1024 foton/cm3s dan 25 pembawa/cm3s. Selain itu, pengoptimasian dengan kaedah statistik Taguchi menunjukkan bahawa kombinasi ketebalan h-BN dan MoS2 serta panjang gelombang dan keamatan sinaran optik yang masing-masing adalah 0.47 nm, 0.65 nm, 532 nm dan 1 W/cm2 berjaya meningkatkan Ifoto/Igelap kepada 30.9. Dapatan daripada analisa ANOVA pula menunjukkan bahawa faktor keamatan sinaran optik mempunyai pengaruh tertinggi terhadap prestasi peranti, iaitu sebanyak 35 % serta diikuti dengan panjang gelombang, ketebalan MoS2 dan ketebalan h-BN, masing-masing sebanyak 34 %, 20 % dan 11 %. Tambahan pula, Ifoto/Igelap juga meningkat kepada 35, iaitu sebanyak 13.3 % apabila peranti teroptimum tersebut digandingkan dengan kesan plasmonik di lapisan MoS2. Peranti pengesan foto yang telah difabrikasi dengan MoS2, h-BN dan Gr yang masing-masing berketebalan 3 nm, 0.666 nm dan 0.335 nm mempunyai Ifoto/Igelap sebanyak 19 dan berjaya dijadikan sebagai pembuktian konsep dan potensi struktur MoS2/h-BN/Gr sebagai peranti pengesanan foto bagi aplikasi berkuasa kendiri.,Sarjana Sains
dc.language.iso	may
dc.publisher	UKM, Bangi
dc.relation	Institute of Microengineering and Nanoelectronics / Institut Kejuruteraan Mikro dan Nanoelektronik (IMEN)
dc.rights	UKM
dc.subject	Universiti Kebangsaan Malaysia -- Dissertations
dc.subject	Dissertations, Academic -- Malaysia
dc.subject	Pengesan foto
dc.subject	Peranti semikonduktor
dc.subject	Aplikasi berkuasa kendiri
dc.title	Pembangunan peranti pengesan foto hibrid MoS2/h-BN/Gr untuk aplikasi berkuasa kendiri
dc.type	theses
dc.format.pages	138
Appears in Collections:	Institute of Microengineering and Nanoelectronics / Institut Kejuruteraan Mikro dan Nanoelektronik (IMEN)

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
ukmvital_129053+Source01+Source010.PDF Restricted Access		2.61 MB	Adobe PDF	View/Open

Show simple item record Recommend this item