Preparation of PLZT thin films by chemical solution deposition and their characterization
PLZT ince filmlerin kimyasal çözeltiden biriktirme yöntemiyle hazırlanışı ve karakterizasyonu
- Tez No: 166862
- Danışmanlar: PROF. DR. MACİT ÖZENBAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: PLZT, (1 1 l)~Pt/Ti/SiC>2/Si-(100) altlık, Kimyasal Çözeltiden Biriktirme. vii, PLZT, (lll)-Pt/Ti/SiC>2/Si-(100) substrate, Chemical Solution Deposition
- Yıl: 2005
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 143
Özet
oz PLZT İNCE FİLMLERİN KİMYASAL ÇÖZELTİDEN BİRİKTİRME YÖNTEMİYLE HAZIRLANIŞI VE KARAKTERİZASYONU Kaplan, Burkan M.S., Metalürji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Macit Özenbaş Kasım, 2005, 125 sayfa Bu çalışmada, La elementi Pbı.xLax(ZryTiı.y)ı.x/403 kimyasal formülü göz önünde tutularak kurşun zirkonat titanat (PZT) sistemi içine ilave edilmiş ve kimyasal çözeltiden biriktirme yöntemiyle ve (III)-Pt/Ti/SiO2/Si-(100) altlıklar üzerine kaplanmışlardır. PLZT çözeltileri iki ayrı çözeltinin karıştırılmasıyla hazırlamışlardır ve bunlardan ilki kurşun asetat ile lantan asetat hidrat'ın 2 metoksi etanol içinde yüksek sıcaklıkta çözündürülmesiyle elde edilmiştir. Bu çözelti daha sonra içinde zirkonyum propoksit ve titanyum izopropoksit bulunduran ikinci çözelti ile karıştırılmıştır. 0.4M/40ml olarak hazırlanan çözelti Pt/Ti/SiCVSi altlıklar üzerine dakikada 3000 devirde 30 saniye süreyle kaplanmışlardır. 4 kaplama döngüsü sonucunda 600 nm kalınlığa ulaşılmıştır. Ferroelektrik, dielektrik ve optik özellikleri optimize etmede sistematik bir yaklaşım benimsenmiş olup PLZT faz diyagramının tetragonal, rombohedral alanları ile morfotropik faz sınırı kompozisyonunda olmak üzere üç farklı bölgesinde çalışılmıştır. vıBu çalışma süresince ısıl işlem koşulları, filmlerin kimyasal komposizyonları, filmlerin içyapısı ve kalınlıkları gibi parametrelerin ferroelektrik ve dielektrik özelliklere olan etkisi incelenmiştir. İnce filmler yapısal ve elektriksel olarak incelenmişlerdir. Yapısal özellikler için, X-ışınları tekniği (XRD), Enerji Dispersiv Analiz Ünitesi (EDS) ve Tarama Elektron Mikroskopu (SEM) faz ve yüzey karakterizasyonunda kullanılmışlardır. Dielektrik sabiti, kayıpları ve ferroelektrik polarizasyon döngüsü ferroelektrik test cihazı tarafından ölçülmüştür. Filmlerin optik geçirgenliği UV- VIS Spektrofotometre yardımıyla incelenmiş ve modifiye edilmiş zarf metodu ile optik film sabitleri hesaplanmıştır. Optimum ısıl işlem koşullarına 750 °C de 3 saat sinterlenerek ulaşılmıştır. En yüksek dielektrik sabiti (K) ve kalıcı polarizasyon (Pr) değeri bu ısıl işlem sıcaklığı kullanılarak elde edilmiştir. Filmlerin dielekrik sabitleri 1kHz ile 1MHz frekans aralığında ölçülmüştür ve bu aralıkta ölçülen değerler hemen hemen sabit kalmıştır. Dielectrik sabiti değerleri ve ferroelektrik polarizasyon döngüleri Zr/Ti oranına ve La miktarına bağlı olarak elde edilmişlerdir. Tane büyüklüğü sinterleme sıcaklığına ve La miktarına bağlı olarak incelenmiştir. Sinterleme sıcaklığının artmasıyla birlikte buna bağlı olarak tane büyüklüğünün arttığı gözlemlenmiştir. Aynı eğilim La miktarının artmasına bağlı olarak da görülmüştür. PLZT ince filmlerin yorulma dayançlan Radiant-Ferroelektrik Test Cihazı ile 50 kHz de ve ±15V da incelenmiştir. Kalıcı polarizasyonun toplam uygulanan döngü sayısına bağlı grafiği x datalarının logaritmik ölçeğinde çizilmiştir. Filmlerin kaçak akım karakterizasyonu da Ferroelektrik Test Cihazı ile ±15V da elde edilmiştir. La miktarının artmasıyla kaçak akımda azalma saptanmıştır.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT PREPARATION OF PLZT THIN FILMS BY CHEMICAL SOLUTION DEPOSITION AND THEm CHARACTERIZATION Kaplan, Burkan M.S., Department of Metallurgical and Materials Engineering Supervisor: Prof. Dr. Macit Özenbaş November 2005, 125 pages In this study, La3+ was substituted into lead zirconate titanate (PZT) system by Pbi-xLaxCZryTii-y^.x^Os nominal stochiometry and it was processed via chemical solution deposition on (lll)-Pt/Ti/SiC>2/Si-(100) substrate.PLZT solutions were prepared by mixing two solutions, one of which was obtained by dissolving lead acetate and lanthanum acetate hydrate in 2 methoxyethanol at high temperature. This solution was then mixed with the second solution containing zirconium propoxide and titanium isopropoxide. 40ml/0.4M solution was prepared and spin coated on Pt/Ti/SiCVSi substrates at 3000 rpm for 30 seconds. After 4 coating cycles, film thickness was reached to 600 run. A systematic study was carried out in different regions of PLZT phase diagram tetragonal, rhombohedral and on the morphotropic phase boundry (MPB) to obtain optimized results of ferroelectric, dielectric and optical properties of the material. During the period of the work, effect of parameters on these properties such as heat treatment conditions, chemical composition of the film, microstructure and thickness of the film was investigated. IVThe films were characterized structurally and electrically. For structural properties, X-ray diffraction technique (XRD), energy dispersive spectrometry (EDS) and Scanning Electron Microscope (SEM) were used to observe phases and surface characterization. For electrical measurements, ferroelectric tester was used to obtain dielectric constant, loss tangent and hysteresis curves. Optical transmittance of the films was also investigated by UV-VIS Spectrophotometer and optical film constants were calculated by modified envelope method. It was observed that the optimum heat treatment conditions were achieved at 750°C for 3 hours. The highest ferroelectric and dielectric properties such as remanent polarization and dielectric constant were obtained using that temperature. The dielectric constant of the films was measured in the frequency range of lkHz-lMHz and remained almost constant in this region. The change of dielectric constant and ferroelectric hysteresis loops were obtained as a function of Zr/Ti ratio and La content. The grain size as a function of sintering temperature and La content was investigated. It was seen that as the sintering temperature was increased, the grain size of the films increased. The same tendency was also observed when the La content was increased. Fatigue behavior of PLZT thin films was also investigated by Radiant Ferroelectric Tester at 50 kHz and ±15V. Change of remanent polarization (Pr) as a function of cumulative switching cycles (N) was drawn with the log scale of x-axis. Furthermore, leakage current characteristics of the films were also obtained by the ferroelectric tester at ±15V. It has been observed that as the La content of the film was increased, leakage current of the PLZT films decreased.
Benzer Tezler
- Preparation of PZT and PLZT thin films on different substrates by sol-gel spin coating methods and investigation of their properties
PZT ve PLZT ince filmlerin farklı altlıklar üzerinde sol-jel spin kaplama yöntemiyle hazırlanması ve özelliklerinin incelenmesi
MUSTAFA ÇAĞRI BAYIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Bilim ve TeknolojiGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EBRU MENŞUR ALKOY
- Gliklazid içeren kontrollü salım sağlayan preparatların hazırlanması
Preparation of controlled release gliclazide formulations
ESRA KAYNARCA
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Eczacılık ve FarmakolojiHacettepe ÜniversitesiBiyofarmasötik ve Farmokokinetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT ÖNER
- Preparation of cellulase gene probes for thermophilic fungi by PCR
PCR yöntemi ile termofilik mantar türleri için selülaz gen sondalarının hazırlanması
ZAHİDE NESLİHAN ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Gıda MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZÜMRÜT B. ÖGEL
- Enzim içeren polimer filmlerinin hazırlanması ve biyokatalitik enzim elektrotlu geliştirilmesi
Preparation of enzyme containing polymer films and development of biocatalytic enzyme electrode
EMEL EMREGÜL
- Benzen birimleri içeren N1N1-disübstitüe 18-crown-6 eter türevlerinin hazırlanması
Preparation of N1N1-disübstitued mono and dibenzo 18-crown-6 ether derivatives
NADİR DEMİREL