Production and Characterisation of Carbon Nanotubes for use in Photodetectors
Translated title
Produktion og Karakterisering af Kulstof Nanorør til brug i Fotodetektorer
Authors
Jensen, Jens Sejlund ; Mikkelstrup, Thomas Gam
Term
4. term
Education
Publication year
2016
Submitted on
2016-06-14
Pages
101
Abstract
Dette speciale undersøger, hvordan kulstofnanorør – meget små rør af kulstof med særlige elektriske og optiske egenskaber – dyrkes og bruges i lyssensorer (fotodetektorer). Fokus er på kemisk dampdeponering (CVD) som hovedmetode, og vi forklarer centrale begreber som nanorørenes geometri og båndstruktur (hvordan form påvirker elektroniske egenskaber) samt grundlæggende teori for metal–halvleder–metal (MSM) fotodioder. Vi beskriver også, hvordan lys kan skabe fotostrøm i nanorør. Derudover gennemgår vi, hvordan Raman-spektroskopi sammen med scanning elektronmikroskopi (SEM), atomkraftmikroskopi (AFM) og absorptionsspektroskopi bruges til at karakterisere nanorør. Eksperimentelt forsøgte vi at dyrke nanorør med CVD og analyserede dem med SEM, AFM, absorptionsspektroskopi og Raman-spektroskopi. Selvom dyrkningen gav nanorør, var kvaliteten ikke tilstrækkelig til fotodetektorer, så vi brugte kommercielt fremstillede nanorør (mkNANO). De blev eksfolieret (adskilt) og deponeret på forskellige prøver. Elektriske kontakter blev mønstereret med et direkte-skrivning UV-litografisystem. Til sidst målte vi strøm–spændings-karakteristikker (I–V) og fotostrøm under belysning.
This thesis explores how carbon nanotubes—tiny tubes made of carbon with unique electrical and optical properties—are grown and used in light-detecting devices (photodetectors). It focuses on chemical vapor deposition (CVD) as the main growth method and explains key concepts such as nanotube geometry and band structure (how shape influences electronic behavior) and the basics of metal–semiconductor–metal (MSM) photodiodes. The mechanisms by which light generates photocurrent in nanotubes are outlined. We also describe how Raman spectroscopy, together with scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), and absorbance spectroscopy, is used to characterize nanotubes. Experimentally, we attempted to grow nanotubes by CVD and analyzed them with SEM, AFM, absorbance spectroscopy, and Raman spectroscopy. Although growth produced nanotubes, their quality was insufficient for photodetectors, so we used commercially sourced nanotubes (mkNANO). These were exfoliated (separated) and deposited on different samples. Electrical contacts were patterned using a direct-write UV lithography system. Finally, we measured current–voltage (I–V) characteristics and photocurrent under illumination.
[This abstract was generated with the help of AI]
Keywords
Documents