Tantal oksit filmlerin yapısal, elektriksel ve optik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of structural, electrical and optical properties of tantalum oxide films
- Tez No: 304640
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AHMET ALTINDAL, YRD. DOÇ. DR. FATİH DUMLUDAĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 126
Özet
Metal oksit malzemeler, optik, elektrik, manyetik vb. özelliklerinden dolayı son yıllarda ilgi çekmektedirler. Tantal oksit ince filmler, birçok uygulamaya sahip olan metal oksit yarı iletken malzemeler arasında yer almaktadır.Bu tez çalışmasında, tavlama sıcaklığının ve katkı oranının tantal pentoksit ince filmlerin yapısal, elektriksel ve optik özelliklerine etkisi incelenmiştir. Filmler, sol-gel daldırma metoduyla kaplanmıştır. Tavlama sıcaklığının katkısız filmlerin fiziksel özelliklerine etkilerini incelemek için, filmler 573, 623, 673, 723, 773 K sıcaklıklarında tavlanmıştır. Katkı oranının etkilerini incelemek için, titanyum (%3, %5, %10, %15) ve kalay (%1, %3, %5, %10, %15) kullanılmıştır. Yapısal analiz X-ışını kırınımı ve elementel analiz Enerji-dağılım X-ışını spektroskopisi teknikleriyle yapılmıştır. Filmlerin doğru akım ve alternatif akım iletkenliği (40?105 Hz) 295?523 K sıcaklık aralığında vakumda ölçülmüştür. Optik özellikler, filmlerin soğurması ve geçirgenliğinin dalga boyuna bağlı (250?800 nm) olarak ölçülmesiyle belirlenmiştir. Filmlerin optik bant aralığı, kırma indisi ve kalınlığı hesaplanmıştır.Yapısal analizler filmlerin amorf yapıda olduğunu göstermiştir. Doğru akım iletkenlik ölçümleri, katkısız ve katkılı filmlerin yarıiletken özellikte olduğunu göstermiştir. Aktivasyon enerjilerinin katkısız, titanyum ve kalay katkılı filmler için sırasıyla 1.06?0.81 eV, 1.06?0.79 eV, 1.06?0.89 eV aralığında değiştiği bulunmuştur. Ac ölçümlerden, yük iletim mekanizmasının hoplama modeliyle açıklanabileceği görülmüştür. Optik ölçümlerden, optik bant aralıklarının katkısız, titanyum ve kalay katkılı filmler için sırasıyla, 1.71?3.47 eV, 2.92?3.98 eV, 2.04?3.76 eV aralığında değiştiği bulunmuştur. Katkısız filmlerin kırma indisinin, tavlama sıcaklığı ile arttığı, katkılı filmlerde, katkı oranına ve dalga boyuna bağlı olarak değiştiği belirlenmiştir. Filmlerin kalınlıklarının katkısız filmlerde, tavlama sıcaklığıyla, titanyum katkılı filmlerde katkı oranıyla ters orantılı, kalay katkılı filmlerde, katkı oranı artarken azalma eğiliminde olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In recent years, metal oxide materials are attracted attention due to their optic, electrical and magnetic properties. Tantalum oxide thin films take places among metal oxide semiconductor materials having lots of applications.In this thesis, effects of annealing temperature and doping concentration on structural, electrical and optical properties of tantalum oxide films were investigated. Films were deposited using sol-gel dipping method. In order to investigate effects of annealing temperature on physical properties of undoped films, the films were annealed at the temperatures of 573, 623, 673, 723, 773 K. In order to investigate doping concentration on physical properties of the films, titanium (3%, 5%, 10%, 15%) and tin (1%, 3%, 5%, 10%, 15%) were used. Structural and elemental analyses were done by using X-ray diffraction and Energy-dispersive X-ray spectroscopy technique, respectively. Direct and alternating current conductivities were measured in the temperature range of 295-523 K, in vacuum. Optical properties were determined by absorbance and transmittance of the films depending on wavelength. Optic band gap, refractive index and thickness of the films were calculated.Structural analysis revealed that the films were amorphous. Undoped and doped films showed semiconductor behavior. Activation energies of the undoped films, doped with titanium films and doped with tin films took places 1.06?0.81 eV, 1.06?0.79 eV, 1.06?0.89 eV, respectively. From alternating current measurements, charge transport mechanism can be explained by hopping model. Optic band gaps for the films of undoped and doped with titanium and tin were found in the range of 1.71?3.47 eV, 2.92?3.98 eV, 2.04?3.76 eV, respectively. Refractive index of the undoped films increased with increasing final annealing temperature. The index varied depending on doping concentration and wavelength. Thickness of the films of undoped and doped with titanium were found as inversely proportional to final annealing temperature and doping concentration, respectively. The variation was tending to decrease with doping concentration for the films doped with tin.
Benzer Tezler
- Ta2O5 ve HA ile tabakalı ve hibrit kaplanmış Mg alaşımının in vitro ve in vivo performansının belirlenmesi
Determination of Ta2O5 and HA coated with layered and hybrid Mg alloy in vitro and in vivo performances
SEVDA ALBAYRAK
Doktora
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiGazi ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HANİFİ ÇİNİCİ
- Siyalik asit içeren glikopeptitlerin hızlı ve etkin kütle spektrometrik analizleri için geçiş metal oksitleri kullanılarak seçimli olarak zenginleştirilmesi
Selective enrichment of sialic acid containing glycopeptides by using transition metal oxides for rapid and effective mass spectrometric analysis
BURAK TAVŞANLI
- Doping strategy for enhanced photocatalytic hydrogen production on tantalum layered perovskite nanosheets
Tantal katmanlı perovskit nanotabakalarda geliştirilmiş fotokatalitik hidrojen üretimi için katkı stratejisi
TUĞBA YALÇIN
Doktora
İngilizce
2024
EnerjiKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UĞUR ÜNAL
- Sıcak filaman kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile TaC üretimi ve karakterizasyonu
Deposition and characterization of TaC with method of hot filament chemical vapor deposition
BERK KESKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Farklı karbür fazı içeren partikül takviyeli al matrisli kompozitlerin toz metalurjisi yöntemiyle üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of various carbide particulate reinforced aluminium matrix composites produced by powder metallurgy method
RİFAT ONUR ÜLKÜSEVEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURAK ÖZKAL