Bi2o3 ince film büyütme ve karakterizasyonu
Growth and charactarization of Bi2o3 thin film
- Tez No: 653715
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YUNUS AKALTUN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Büyütme, Karakterizasyon, İnce filmler, Characterization, Thin films
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erzincan Binali Yıldırım Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, reaktif radio-frekans magnetron saçtırma yöntemi kullanılarak Bi2O3 ince filmler cam, silisyum ve indiyum kalay oksit (İTO) alt taşlar üzerine büyütüldü. Büyütme işlemi için bizmut oksit kaynağı olarak Bi2O3 target kullanıldı. Büyütmelerde ilk olarak gücün büyümeye etkisini incelemek için 40 W, 80 W ve 120 W güç seviyelerinde büyütmeler yapıldı. Daha sonar çalışma basıncının büyümeye etkisini incelemek için 8-24 mTorr çalışma basıncı aralığında 4mTorr'luk artışlarla büyütmeler yapıldı. Son olarak O2 kısmi basıncının büyümeye etkisini incelemek için 8mTorr ve 24mTorr çalışma basınçlarında 15sccm ve 45sccm O2 kısmi basıncında büyütmeler yapıldı. Büyütülen filmlerin yapısal ve optik özelliklerinin incelenmesi için X-Işını kırınımı (XRD), Enerji Dispersive Spektroskopisi (EDAX), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve soğurma ölçüm tekniği kullanılmıştır. XRD analizlerinde tüm filmlerde (111) yönelimli fcc-Bi2O3 ve (222) yönelimli fcc-Bi2O3 yapılar saptanmıştır. Büyütme parametrelerinin değişmesiyle tetragonal ve monoklinik yapılar oluşmuştur ve filmlerin XRD piklerinin yönelimi ve şiddeti değişmiştir. SEM analizinde çalışma parametrelerinin değiştirilmesi ile yüzey morfolojisinin değiştiği, yüzeyde farklı yapılar oluştuğu, yüzey homojenliği ve yoğunluğunun değiştiği görülmüştür. Optik analizler sonucunda büyütülen filmlerin 2,02 eV - 2,94 eV aralığında bant genişliğine sahip olduğu ve bant aralığının çalışma basıncının artmasıyla azaldığı saptanmıştır. Büyütülen filmlerde tavlama etkisinin incelenmesi için filmler 400°C' de atmosfer ortamında tavlanmıştır. Tavlanmış filmlerin XRD analizinde yeni polimorfların oluştuğu ve pik şiddetlerinde artış olduğu saptanmıştır. Optik analizlerde ise filmlerin bant genişliğinin arttığı ve soğurma sonuçlarının iyileştiği görülmüştür. Deneysel sonuçlar büyütme gücünün, çalışma basıncının ve alt taşın Bi2O3 ince filmlerin yapısal, yüzeysel ve optik özellikleri üzerinde çok etkili olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, Bi2O3 thin films were grown under different deposition parameters onto the glass, silicon and indium tin oxide (ITO) by using radio frequency magnetron sputtering technique. Bi2O3 target was used as the source of bismuth oxide. Initially growths were done under 40 W, 80 W and 120 W power levels in order to investigate the power difference effect on deposition. Then growths were done between 8-24mTorr (every 4mTorr) working pressure levels in order to investigate the pressure difference effect on deposition. Finally growths were done under 8mTorr and 24mTorr working pressure, 15sccm and 45 sccm partial O2 pressure levels in order to investigate the partial O2 pressure difference effect on deposition. X-Ray Diffractometer (XRD), Energy Dispersive Spectroscopy (EDAX), Scanning Electron Microscope (SEM) and absorption measurement technique were used for investigation of structural, morphological and optic properties. XRD analyzes have shown that all films have had growth direction along the (111) fcc-Bi2O3 and (222) fcc-Bi2O3 structures. Monoclinic and tetragonal polymorphs were formed and the directions and intensity of XRD peaks were changed with growth parameters difference. SEM analyzes have shown that the surface morphology, homogeneity and intensity were changed and different structures were formed on surfaces with growth parameters difference. Optical analyzes have shown that the films have had 2,02 eV - 2,94 eV band gap and the band gap have decreased with the increase of working pressure. Films were annealed at 400°C atmosphere environment in order to investigate the annealing effect. XRD analysis of annealed films have shown that new polymorphs were formed and peak intensity were increased. Optical analyzes have shown that the band gaps of films were increased and the absorption results were improved. The experimental studies have shown that growth power, working pressure and substrate are very effective on the structural, optical and morphological properties of Bi2O3 thin films.
Benzer Tezler
- The production and investigation of antimony based thin films for energy applications
Enerji uygulamaları için antimon temelli ince film kaplamaların üretimi ve incelenmesi
UĞUR YORULMAZ
Doktora
İngilizce
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İDRİS AKYÜZ
- B2O3-CaO-Na2O-SiO2 dörtlü sistemini oluşturan üçlü denge diyagramlarında katı hal faz bağıntıları
Başlık çevirisi yok
YILMAZ TAPTIK
- ZnO varistors with iron oxide
Başlık çevirisi yok
İBRAHİM ÇAM
Yüksek Lisans
İngilizce
1989
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPROF. DR. MUHARREM TİMUÇİN
- -3 mm. kolemanit artıklarının zenginleştirilmesi
Başlık çevirisi yok
MUKADDES SARI
Yüksek Lisans
Türkçe
1988
Maden Mühendisliği ve MadencilikAnadolu ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RİFAT BOZKURT
- Etibank Emet Kolemanit İşletmesi kaba artıklarının değerlendirilmesi olanaklarının araştırılması
Başlık çevirisi yok
İBRAHİM FATİH ERKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
1990
Maden Mühendisliği ve MadencilikHacettepe ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSMAİL GİRGİN