Characterization of titanium dioxide thin films prepared by sol-gel processing
Sol-jel yöntemi ile üretilen TiO2 ince filmlerin karakterizasyonu
- Tez No: 119194
- Danışmanlar: PROF. DR. MACİT ÖZENBAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Sol-jel yöntemi, T1O2 ince filmler, fotokataliz. vı, Sol-gel processing, TİO2 thin films, photocatalysis. iv
- Yıl: 2002
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 111
Özet
oz SOL-JEL YÖNTEMİYLE ÜRETİLEN Tİ02 İNCE FİLMLERİN KARAKTERİZASYONU KAYA, ÖZLEM M.S., Metalürji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Macit Özenbaş Temmuz 2002, 97 sayfa Bu çalışmada TİO2 ince filmler sol-jel yöntemi kullanılarak cam ve silisyum altlıklar üzerine hazırlanmışlardır. Bu işlem için gerekli çözelti uygun miktarlarda titanyumtetraizopropoksit, dietanolamin ve etanol içermektedir. Hazırlanan alkol bazlı bu çözelti hidroliz reaksiyonunun tamamlanması için 2 saat oda sıcaklığında bekletilmiştir. Filmler cam ve silisyum altlıklara 2000 devir/dakika hız kullanılarak döndürme yöntemi (spin-coating) ile normal atmosferik koşullarda kaplanmışlardır. Daha sonra 300°C'de 10 dakika süreyle kurutulan bu filmlere son olarak 500°C'de 1 saatlik ısıl işlem uygulanmıştır. Film kalınlığı kaplama ve son ısıl işlem öncesi yapılan kurutma işlemlerinin sayışma bağlı olarak değişmektedir. Ayrıca farklı miktarlardaki polietilen glikolun (PEG) ana çözeltiye eklenmesiyle filmlerin morfolojisinde ve yapışma özelliklerinde ortaya çıkan değişim de incelenmiştir. Filmlerin karakterizasyonunda kristal yapı analizi X-ışınları kırınım cihazı (XRD) kullanılarak; yüzey morfolojisi, kalınlık ve kimyasal analiz ise taramelektron mikroskobu (SEM/EDS) ve X-ışınları haritalarım yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Bu analizler neticesinde TİO2 filmlerin anataz yapısında olduğu ve filmlerin ortalama kalınlığının 0.4 ile 2.7 tim arasında olduğu belirlenmiştir. PEG katkılı filmlerde PEG katkısız filmlerden farklı olarak yüzeyde gözenek oluşumu tesbit edilmiştir. PEG katkı miktarı değiştirilerek 5 um'dan daha küçük gözenek boyutu elde edilmiştir. Elektriksel karakterizasyon için kapasitans-gerilim (C-V) ölçümleri metal- yalıtkan-yan iletken test yapısı kullanılarak yapılmış ve dielektrik sabitleri bu ölçüm sonuçlarından hesaplanmıştır. Ölçüm sonuçlan literatürdeki sonuçlarla uyum içinde olup, 2.7 um kalınlığındaki TİO2 filmin 1 MHz frekans uygulamasındaki dielektrik sabiti 24 olarak hesaplanmıştır. UV-VIS spektrometre ölçüm sonuçlan TİO2 ince filmlerin görünür ışınım bölgesinde % 85 geçirgenlik özelliği sağladığım göstermiştir. UV bölgesinde ise ışığın absorbe edildiği görülmüştür.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT CHARACTERIZATION OF TiOz THIN FILMS PREPARED BY SOL-GEL PROCESSING KAYA, ÖZLEM Department of Metallurgical and Materials Engineering Supervisor: Prof. Dr. Macit Özenbaş July 2002, 97 pages In this work, TİO2 thin films were prepared by using sol-gel processing on soda-lime glass and silicon substrates. Precursor solutions for TİO2 films were prepared by using the proper amounts of titaniumtetraisopropoxide, diethanolamine and ethanol. The resulting alkoxide solution was kept standing at room temperature for hydrolysis reaction for 2 hours. The films were formed on the glass and silicon substrates from the precursor solution by spin coating at 2000 rpm in an ambient atmosphere. These films were dried at 300°C for 10 minutes followed by a heat treatment cycle at 500°C for 1 hour. The thickness of the TİO2 films was adjusted by repeating the spin coating cycle before the final heat treatment. Finally, various amounts of polyethylene glycol (PEG) were added to the above solution to observe its effect on the film morphology. The crystal structure of the films were determined by XRD and the morphology, thickness and chemical homogeneity were studied by using SEM/EDS and X-ray mapping analysis, respectively. The structure was etermined to be anatase and the average thickness of the films was between 0.4 - 2.7 [am. 111Different microstructures were developed by the addition of PEG into the starting solution. Film morphology was rather coarse with respect to the films prepared by using the solution without PEG and homogeneously distributed pores with less than 5 um diameter were obtained. The electrical characteristics were determined by using C-V measurements and respective dielectric constants were calculated. Results indicate that capacitance and the dielectric constant values of T1O2 films were comparable with the literature results and for 2.7 um film thickness, dielectric constant was 24. UV-VIS spectrophotometer results indicate that in the visible region of the spectrum, TİO2 thin films showed 85 % transmission and in the UV region, complete absorbtion of light was observed.
Benzer Tezler
- Structural and optical properties of modified titanium dioxide based films prepared by sol-gel dip-coating
Sol-jel daldırma yöntemi ile hazırlanan modifiye titanyum dioksit tabanlı filmlerin yapısal ve optik özellikleri
HOUMAN BAHMANI JALALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- Gümüş ile katkılanmış tio2 ince filmlerin üretimi ve karakterizasyonu
Fabri̇cati̇on and characteri̇zati̇on of si̇lver dopi̇ng tio2 thi̇n_fi̇lms
BURÇİN TAÇ
- Coating glass surface with anti-bacterial films by means of sol-gel method
Anti-bakteriyel filmlerin cam üzerine sol-gel yöntemi ile kaplanmasi
YASİN ARSLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Metalurji MühendisliğiGazi ÜniversitesiMetal Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HASAN OKUYUCU
- Yüksek dielektrik sabitli yalıtkan filmlerin üretilmesi ve mos yapıda incelenmesi
Fabrication and characterization of high-k dielectric films in mos structure
AYŞE EVRİM SAATCİ
Doktora
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KUBİLAY KUTLU
- Nadir toprak elementi katkılı TiO2 ince filmlerinin karakterizasyonu
Characterization of rare earth elements doped TiO2 thin films
GAMZE BALYACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NALAN ÇİÇEK BEZİR