Şekilli ince filmlerin üretilmesi ve karakterizasyonu
Manufacturing and characterization of sculptured thin films
- Tez No: 166512
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. KÜRŞAT KAZMANLI, YRD. DOÇ. DR. LEVENT TRABZON
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2005
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 78
Özet
ŞEKİLLİ İNCE FİLMLERİN ÜRETİLMESİ VE KARAKTERİZASYONU ÖZET İnce film kaplamalarda, şekilli ince film teknolojisi yeni bir dal olarak sayılabilir. Şekilli ince filmler, kolonsal, zigzag, sarmal, S veya C biçiminde kolonlardan oluşan filmler olarak ifade edilebilir. Eğik açılı biriktirme sistemi (GLAD) ile istenen şekilleri kontrollü olarak üretebilmek mümkündür. Bu sistemde altlığın eğiklik açısı, altlığın dönüş hareketi ayarlanabilir ve kaplama esnasında da değiştirmek mümkündür. Oluşan film kolonlu bir yapıda ve % 10 ile % 90 boşluklu ve aynı zamanda kolonların kalınlığı 10 ile 300 nın mertebelerindedir. Bu durum yüzeyde düşük atom mobilitesi ve yeterli gölgeleme sonucu olur. Şekil oluşumunu etkileyen diğer parametreler ise, altlığın eğiklik açısı, dönüş hareketi, buharlaşma hızı, altlık yüzey sıcaklığı ve kaplanacak malzemenin cinsi olarak sıralanır. Bu tür şekilli filmlerin optik, elektronik, biyo-teknoloji ve sensör alanında çok değişik potansiyel uygulama alanları vardır. Bu çalışmada amaç, şekilli ince filmleri üretebilmek için eğik açılı biriktirme sistemini fiziksel buhar biriktirme sistemine adapte edip daha sonra termal buharlaştırma yöntemi ile üretilen gümüş (Ağ) filmlerin şekil morfolojilerini incelemektir. Yapılan çalışmada öncelikle altlığı döndürmeden, üç farklı altlık açısında oluşan eğik kolonların açılan hesaplanmış ve literatürde belirtilen eşitliğe uyduğu tespit edilmiştir. Ayrıca değişik dönüş hızlarında ve biriktirme hızlarında oluşan şekil morfolojileri karşılaştırılmıştır. Daha sonra kaplama sırasında altlığın kesikli dönüş hareketi yapmasıyla, zigzag şekilli filmler üretilmiş ve optimizasyonu sağlanmıştır. Sonuç olarak altlık sabitken yapılan kaplamalarda, altığın açısı azaldıkça oluşan kolonlar dikleşmeye başlamıştır. Ayrıca altlık döndürüldüğü kaplamalarda, altlık dönüş hızının biriktirme hızına oranı fazla olduğu durumda (0,2 rpm) kolonsal, daha az olduğu durumda (0,1 rpm) ise film şekilli olarak büyümeye başlamıştır. Bununla birlikte, altlığın dönüş hızı sabit olup, biriktirme hızı arttığı durumda yine şekilli yapıda filmler oluşurken (eğik kolonlar), biriktirme hızı daha yavaş olduğu durumda yüzeye gelen atomların daha yüksek hareketliliğinden dolayı kolonsal filmlerin oluştuğu gözlenmiştir. Son olarak altlık belirli aralıklarda sabit tutulup, sonra hızlı şekilde 180° döndürülmesi ile, zigzag şekilli filmler üretilmiştir.
Özet (Çeviri)
MANUFACTURING AND CHARACTERIZATION OF SCULPTURED THIN FILMS SUMMARY In thin film coatings, the technology of sculptured thin films can be considered as a new branch. Sculptured thin films can be expressed as films which form from columns in vertical, zigzag, helices, S or C shapes. It is possible to be able to produce the desired shapes in control by the glancing angle deposition (GLAD) system. In this system, the tilted substrate angle and the rotation movement of the substrate can be adjusted, and it is also possible to change these parameters during coating. The film that is formed is in a column structure and 10-90% porous, and also the thickness of those columns is about 10-300 nm. This situation is a result of both the low atomic mobility at the surface and enough shadowing. Other parameters which affect the shape formation can be mentioned as the tilted substrate angle, rotation movement, deposition rate, substrate surface temperature and the type of the coating material. This type of sculptured films have many different present applications in the areas of optics, electronics, bio-technology and sensors. The aim of this study is to adapt the GLAD system to our Physical Vapor Deposition (PVD) system in order to manufacture thermal evaporated silver (Ag) sculptured thin films, and then, to examine the growth morphology of the manufactured films. In this study, first of all, the angles of the tilted columns which are formed in three different substrate angles have been calculated without rotating the substrate, and it has been determined that it fits the equation defined in literature. In addition, the shape morphologies which are formed at different rotation and deposition rates have been compared. Later, zigzag shaped films have been manufactured with the substrate rotating discontinuously during the coating, and they (these films) have been optimized. As a result, in the coatings, when the substrate is stable, the less the angle of the substrate is, the more steep the formed columns are. Moreover, in the coatings during which the substrate was rotated, when the ratio of the substrate rotation rate to the deposition rate was higher (0.2 rpm) the film began to grow in columns, and when it was lower (0.1 rpm), it grew in the sculptured form. More with this, in the situation that the rotation rate of the substrate was stable and the deposition rate increased, films in the sculptured structure were formed (tilted columns), whereas when the deposition rate was lower, it has been observed that films formed in columns depending on the higher mobility of the atoms which come to the surface. Finally, with the substrate being stable on certain intervals and then rotating quickly 180°, zigzag shaped films were manufactured.
Benzer Tezler
- NiTi hafızalı alaşım şekilli film kaplamaların üretilmesi ve karakterizasyonu
Production and characterizaton of NiTi memory alloy sculptured thin films
GÜLİZ GÜRLÜK
- Caharacterization of cadmiun zinc telluride thin films prepared by magnetron sputtering from asingle target
Püskürtme yöntemiyle tek targettan büyütülen kadminyum çinko teleryum ince filminin karakterizasyonu
ALİ AKGÖL
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Fizik ve Fizik MühendisliğiAbant İzzet Baysal ÜniversitesiAtom ve Molekül Fiziği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERCAN YILMAZ
- Preparation and characterization of anti bacterial, anti scratch and easy to clean multifunctional coatings by sol gel method
Anti bakteriyel, çizilme direnci yüksek ve kolay temizlenebilen kaplamaların sol jel yöntemiyle hazırlanması ve karakterizasyonu
FATMA BEYZA YEDİKARDEŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ÖZKAN ZAYİM
- Engineering M-Si (M:Ag,Cu) thin films as negative electrodes for lithium ion batteries
Lityum iyon bataryalarda negatif elektrot olarak kullanımları için M-Si (M:Ag,Cu) ince filmlerin tasarlanması
BİLLUR DENİZ KARAHAN
Doktora
İngilizce
2016
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜL KELEŞ
- Elektron demeti buharlaştırma yöntemi ile üretilmiş niti ince-şekilli filmlerin faz yapılarının ve optik özelliklerinin belirlenmesi
Determination of phase structures and optical properties of niti thin-sculptured thin films produced by e-beam evaporation
ÖZGEN AYDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KÜRŞAT KAZMANLI