Sol-jel yöntemiyle elde edilen na katkılı ZnO ince filmlerin yapısal, elektriksel ve optik özelliklerinin incelenmesi
The investigation of structural, electrical and optical properties of na doped ZnO thin films deposited by sol-gel method
- Tez No: 322752
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜVEN ÇANKAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektriksel karakterizasyon, Optik özellikler, Sol-jel yöntemi, Yarı iletken ince filmler, Çinko oksit, Electrical characterization, Optical properties, Sol-gel method, Semiconductor thin films, Zinc oxide
- Yıl: 2012
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gaziosmanpaşa Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Çinko oksit (ZnO) yasak band aralığı ~3,3 eV olan ve elektromanyetik spektrumun geniş bir aralığında yüksek geçirgenliğe sahip bir malzemedir. Uygun katkı malzemeleri kullanarak optik, yapısal ve elektriksel özelliklerini iyileştirmek mümkündür. Çinko oksit ucuzluğu, sağlığa zararlı olmaması ve diğer şeffaf iletken malzemelere alternatif olma potansiyelinden dolayı son yıllarda yaygın olarak çalışılmaktadır. Katkılı ve katkısız ZnO filmler farklı metotlarla hazırlanmaktadır. Bunların arasında sol-jel metodu geniş yüzeylere ucuz bir maliyetle kolay uygulanabilirliği ve film kompozisyonunun kontrolünün kolaylığı sebebiyle tercih edilmektedir. Çalışmamızda ince film üretim tekniklerinden biri olan sol-gel döndürerek kaplama(spin coating) tekniği kullanılarak katkısız ve %1, %3, %5, %7 ve %10 Na katkılı ZnO ince filmler elde edilmiştir. Katkısız ve Na katkılı ZnO çözeltileri hazırlanmış ve bu çözeltiler daha sonra önceden temizlenen alttaşlar üzerine tüm yüzeye yayılacak şekilde damlatılıp kaplama işlemine başlanmıştır. Çözeltiler hazırlanırken ZnO kaynağı olarak çinko asetat dihidrat (Zn(CH3COO)2.2H2O) tuzu, Na kaynağı olarak da NaCl tuzu kullanılmıştır. Her bir film için 100°C, 200°C, 300°C, 400°C ve 500°C gibi farklı ara tavlama sıcaklıkları uygulanmıştır. Elde edilen çinko oksit ince filmlerin optik, yapısal ve elektriksel özelliklerinin sol ve katkı konsantrasyonu ve tavlama sıcaklığına bağlı değişimi incelenmiştir. Bu çalışmada, farklı sol konsantrasyonları ve tavlama sıcaklıkları için taşıyıcıdan gelen sodyum difüzyonunun etkisi de analiz edilmiştir. Optik parametreler bir UV-VIS spektrometresi yardımıyla elde edilmiştir. Filmlerin yüzey morfolojisi AFM cihazı ile kristal yapısı da XRD cihazı ile analiz edilmiştir. Elektriksel özdirenç değerleri dört-nokta prob tekniği ile belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Zinc oxide (ZnO) is a semiconducting material with ~3,3 eV band gap and has high transparency in a wide range of electromagnetic spectrum. It is possible to enhance the optical, structural and electrical properties by using appropriate doping materials. Zinc oxide has been studied widely since its inexpensiveness, non-toxicity and being a potentially alternative to other transparent conducting materials. Doped and undoped ZnO films are prepared by various methods. Among them, sol-gel method is preferred since its advantages of easy control of the film composition and easy fabrication of large-area films with low cost. In this study, %1, %3, %5, %7 ve %10 Na doped and undoped ZnO films were prepared by sol-gel spin coating, preferred one of the various thin film production techniques. Spin coating procedure started by applying solution drops over the flat substrates that are cleaned as chemical before the coating. Zinc acetate dihydrate, (Zn(CH3COO)2.2H2O) as precursor and NaCl as Na source were used to prepare solution. For every films, different annealing temperatures as 100 ? C, 200°C, 300°C, 400°C ve 500°C were applied. The effect of sol and dopant concentration and annealing temperature on the optical, structural and electrical properties of zinc oxide thin films were investigated. In this study, the effect of sodium diffusion from the substrate was analyzed for different annealing temperatures. Optical parameters of the films were obtained from an UV-VIS spectrophotometer. The surface morphology and structural characterizations of the films were analyzed by Atomic Force Microscopy (AFM) and X-ray Diffraction(XRD) devices, respectively. Electrical resistivities were determined by four-point probe technique
Benzer Tezler
- Synthesis of ZnO and Si nanowires for the fabrication of 3rd generation solar cells
Üçüncü nesil güneş pillerinin üretimi için ZnO ve Si nanotellerin sentezlenmesi
ELİF PEKSU
Doktora
İngilizce
2019
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN KARAAĞAÇ
- Integration of sol-gel derived doped zinc oxide films and solution-processed metal nanoparticles for thin film photodiode and solar cell applications
İnce film fotodiyot ve güneş hücresi uygulamaları için sol-jel yöntemiyle elde edilen katkılı çinkoksit filmleri ve çözelti-işlemli metal NP'ların entegrasyonu
MOHAMED NOURI SBETA
Doktora
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULLAH YILDIZ
- İletken Zn1-xMg0.05AlxO ince filmlerinin radyasyon karşısında optik davranışlarının incelenmesi
Investigation of optical behaviours of conductive Zn1-xMg0.05AlxO thin films against to radiation
DOĞAN AKCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİLGÜN DOĞAN BAYDOĞAN
- Yeni Cami'nin akustik açıdan performans değerlendirmesi
Evaluation of the acoustical performance of the New Mosque
EVREN YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVTAP YILMAZ DEMİRKALE
- Nadir toprak elementli manganit bileşiklerinde meydana gelen yapısal ve manyetik faz geçişlerinin incelenmesi
Investigation of structure and magnetic phase transitions in rare-earth manganite compounds
CUMHUR GÖKHAN ÜNLÜ
Doktora
Türkçe
2013
Fizik ve Fizik MühendisliğiMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELÇUK AKTÜRK