Development of indium tin oxide (ITO) nanoparticle incorporated transparent conductive oxide thin films
İndiyum kalay oksit (İTO) nanoparçacık katkılı şeffaf iletken ince filmlerin geliştirilmesi
- Tez No: 313850
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CANER DURUCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- 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: 131
Özet
İndiyum kalay oksit (ITO) ince filmler görüntü ekranları, güneş hücreleri, dokunmatik ekranlar ve elektrokromik cihazlar gibi pek çok teknolojik uygulamada şeffaf elektrot olarak kullanılmaktadır. ITO ince filmler ticari kullanım amaçlı olarak genellikle sıçratma tekniği ile üretilmektedir. Öte yandan, sol-jel gibi sıvı bazlı kaplama teknikleri, oksit ve ITO filmlerin üretiminde basit ve alternatif bir teknik olarak öne çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında, cam üzerinde şeffaf-iletken filmler oluşturmak için indiyum klorür (InCl3·4H2O) ya da indiyum nitrat (In(NO3)3·xH2O) ve kalay klorür (SnCl4·5H2O) kullanılarak yalın ITO ve melez ITO nanoparçacık eklentisi yapılmış kaplama çözeltileri hazırlanmıştır. Çalışmanın özelleştirilmiş hedefleri iki yönlüdür. İlk amaç, ısıl işlem sıcaklığı (350 º- 600 ºC), döndürmeli kaplama süreç değişkenleri (hız ve süre), kaplama işlem sayısı (1, 2, 4, 7 ve 10 kat) ve çözelti yaşlanması sol-jel süreç değişkenlerinin ITO ince filmlerin (yalın ITO ince filmler) elektriksel/optik/mikroyapısal özellikleri üzerine etkisi incelenmiştir. Sonuçlar yüksek şeffaflıkta (görünür bölgede % 97) ve orta derecede iletkenlik (yaprak direnci: 1.2 k?/sqr) gösteren ITO ince filmlerin, kaplama çözeltisi kontrol edilerel 550 ºC hava ortamında işlem sonucunda sonucunda üretilebildiğini göstermektedir. Üretilen filmlerin yüzey kaplama özellikleri ve kalınlığı, döndürmeli kaplama hızı-süresi ve kaplama işlem sayısı ile kontrol edilebilmiştir. Buna ek olarak, uyarılmış-yaşlandırma işleminin (farklı sürelerde 100 ºC altındaki sıcaklılarda) yalın ITO ince filmlerin fiziksel özelliklerini iyileştirmek/kontrol etmek için pratik bir yöntem olduğu saptanmıştır. Çalışmanın ikinci bölümünde, ITO kaplama çözeltisi içerisine farklı miktarlarda ITO nanoparçacık eklentisinin ITO ince filmlerin (melez ITO ince filmler) optik-elektronik ve mikroyapısal özellikleri üzerine olan etkisi sunulmuştur. Öncelikle, ITO kaplama çözeltisi içerisine eklenecek olan ITO nanoparçacık süspansiyonlarının durağanlık koşullarının belirlenmesi amacıyla bir dizi koloid kimyası araştırması yapılmıştır. Sonra, bu melez filmlerin fonksiyonel özellıklerinde ıyıleşmelere yol açan yapısal ve kimyasal faktörler tartışılmış ve yalın (eklenti yapılmamış) muadilleri ile karşılaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
Indium tin oxide (ITO) thin films have been used as transparent electrodes in many technological applications such as display panels, solar cells, touch screens and electrochromic devices. Commercial grade ITO thin films are usually deposited by sputtering. Solution-based coating methods, such as sol-gel however, can be simple and economic alternative method for obtaining oxide films and also ITO. In this thesis, ?ITO sols? and ?ITO nanoparticle-incorporated hybrid ITO coating sols? were prepared using indium chloride (InCl3 ? 4H2O) or indium nitrate (InNO3?xH2O) and tin nitrate (SnCl4 ? 5H2O) precursors in order to form transparent conductive films on glass. The specific objectives of the study were two-fold. The first objective was to investigate the effect of sol-gel processing variables; heat treatment temperature (350º-600 ºC), spin coating process parameters (rate and time), number of coating operations (1, 2, 4, 7 and 10 layers) and sol aging on the electrical/optical/microstructural properties of ITO thin films (plain ITO thin films). The results showed that, highly transparent (97 % in the visible region) and moderately conductive (1.2 k?/sqr) ITO thin films can be obtained after calcination in air at 550 ºC by optimization of the coating sol concentration. The surface coverage and thickness of thin films can be controlled by spin rate-time and number of coatings. In addition, it was found that, induce-aging (at temperatures < 100 °C, for several hours) of the premature coating sol prior to deposition can be a practical tool for controlling/modifying the physical properties of the plain ITO films. In the second part of the study, the effect of nanoparticle incorporation into the ITO sols at different extent on optoelectronic and microstructural properties of ITO thin films were reported (hybrid ITO thin films). Initially, parametric colloidal chemistry studies were performed in defining the conditions for obtaining stable ITO suspensions that can incorporated into the ITO sol. Then, the reasons and structural/chemical controlling factors leading to improvements in the functional properties for these hybrid films are presented and thoroughly discussed, compared to the properties of their plain (unmodified) counterparts.
Benzer Tezler
- Optimized silver nanowire networks for transparent smart devices
Transparan akıllı cihazlar için optimize edilmiş gümüş nanotel ağları
ONURALP ÇAKIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
DOÇ. DR. SİMGE ÇINAR AYGÜN
- Electrochemical detection of dopamine using a simple redox cycling-based device
Basit bir redoks döngüsü tabanlı sistem kullanılarak dopaminin elektrokimyasal tespiti
İPEK AVCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyokimyaİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiFen Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ŞEN
- Metal ve yarı iletken nanoparçacıkların konjüge polimer bazlı organik ışık yayan diyotların performansına etkisi
Effect of metal and semiconductor nanoparticles on the performance of organic light emitting diodes based on conjugated polymers
SELİN PIRAVADILI MUCUR
Doktora
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAİT EREN SAN
- Development of amperometric glucose biosensors based on conducting polymers and different materials providing enhanced performance
İletken polimerlere ve performans artırmayı sağlayan farklı materyallere dayalı amperometrik glikoz biyosensorleri
TUĞBA CEREN GÖKOĞLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE
- Production and development of flexible dye sensitized solar cells
Esnek boya duyarlı güneş gözelerinin üretimi ve geliştirilmesi
BAHADIR CAN KOCAOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET MACİT ÖZENBAŞ