Metal oksit ince filmlerin gaz sensörü uygulamalarının araştırılması
Investigation of gas sensing applications of metal oxide thin films
- Tez No: 372814
- Danışmanlar: PROF. DR. SELMA MUTLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Electrical and Electronics Engineering, Physics and Physics Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
Bu çalışma, uçucu organik bileşik (VOC) tespitinde kullanılmak üzere, tümleşik mikro ısıtıcılı, metal oksit yarıiletken temelli mikro yapılandırılmış gaz sensörü (MOS-VOC sensor) geliştirilmesi amacıyla yapılan kimyasal (CVD) ve fiziksel (PVD) incefilm büyütme, fotolitografi, plazma aşındırma (ICP-RIE), anizotropik ıslak aşındırma gibi fabrikasyon ve üretilen yapıların karakterizasyon işlemlerini kapsamaktadır. Entegre mikro ısıtıcı taban (micro hot plate), silisyum alttaş üzerinde mikro elektromekanik sistem fabrikasyonu (MEMS) teknikleri ile geliştirilmiştir. Direnç malzemesi olarak nikel-krom alaşımı ve indiyum-kalay oksitin (ITO) kullanıldığı dört farklı rezistör geometrisine sahip mikro ısıtıcı tabanlar üretilerek termal karakterizasyonları yapılmıştır. Hedef gazlara duyarlı ZnO ve SnO2 metal oksit incefilmler sıçratma (sputtering) ile kaplanmıştır. Büyütülen bu örneklerin yapısal incelemeleri için Fotolüminesans (PL) Ölçüm Sistemi, X-Işını Kırınımı (XRD), Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ve Taramalı Elektron Mikroskopu (SEM) kullanılmıştır. Sensörlerin termal karakterizasyonu ise termal mikroskop kullanılarak yapılmıştır. Geliştirilen SnO2 sensörlerin tepkisellikleri amonyak ve metan gazlarının 500ppm, 1000ppm ve 2000ppm derişimleri için dört farklı çalışma sıcaklığında test edilmiştir. Derişimin artışına bağlı olarak sensör tepkisinde de artış gözlemlenmiştir. Sensörün sıcaklığa bağlı tepkisellik ölçümlerinden elde edilen sonuçlardan, metan ve amonyak için farklı tepkisellik karakteri gösterdiği gözlemlenmiştir. ZnO sensörün ise aseton, etanol ve izopropanol'e duyarlılığı, bu gazların bilinmeyen yüksek derişimleri için test edilmiştir. Bu malzemelere duyarlı olduğu belirtilmiş ZnO için, literatür ile uyumlu sonuç elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
This work covers such fabrication techniques; chemical (CVD) and physical vapor deposition (PVD), photolithography, plasma dry etching (ICP-RIE), anisotropic bulk silicon wet etching to develop michromachined metal oxide semiconductor based volatile organic compound (MOS-VOC) sensors and characterization of the fabricated devices. The integrated micro hot plate is fabricated on silicon substrate by using MEMS fabrication techniques. The hot plates in four different rezistor geometries, fabricated using nickel-chrome alloy and ITO as resistor material were thermally characterized. The metal oxide ZnO and SnO2 thin films which are sensitive to target gases were deposited by sputtering. The stuctures of the metal oxide thin films were investigeted by photoluminescence (PL) measuring system, x-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscope (SEM). Thermal properties of the sensors were investigated by thermal microscope. Developed SnO2 sensor response was investigated for 500ppm, 1000ppm, 2000ppm concentrations of methane and ammonia in four different operating temperatures. It is observed that the response of the sensor increases as the concentration of the target gases increases. The temperature dependent responsivity characteristics of the sensor to methane and ammonia target gases found to be unique for each gas. Additionally, ZnO sensor was investigated for its sensitivity to the unknown concentrations of the vapors of acetone, ethanol and isopropanol. The result were compatible with literature.
Benzer Tezler
- Metal oksit ince filmlerin saçtırma tekniği ile üretimi karakterizasyonu ve gaz sensörü uygulamalarının araştırılması
Production and characterization of metal oxide thin films by sputtering technique and investigation of gas sensor applications
FATİH ŞENASLAN
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYHAN ÇELİK
- Saf ve rutenyum (Ru) katkılı transparan iletken oksit yapılı ince filmlerin üretimi, elektriksel, optiksel, yapısal karakterizasyonu ve nem sensörü uygulamaları
Fabrication and characterization of the electrical, optical and structural properties of the pure and ruthenium doped transparent conducting oxides thin films and humidity sensors applications
HANDE SÖZBİLEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEge ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖMER MERMER
- Metal katkılı magnezyum oksit ince filmlerin üretimi ve devre elemanlarında uygulaması
Production of metal doped magnesium oxide thin films and their application in circuit components
MURAT TÜRKERİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiBatman ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER GÜLLÜ
- Zn1-XCuXO kompleks MOS sensörlerinde sıcaklığa bağlı gaz algılama özelliklerinin incelenmesi
Investigation of Zn1-XCuXO complex MOS sensors to gas detection features depends on temperature
TUĞBA ÇORLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELİM ACAR
- ZnO yarıiletkenine nikel ve indiyum katkılamanın gaz sensör algılama özelliklerine etkisi
The effect of nickel and indium dopant on gas sensing properties of ZnO semiconductor
BAKTIYAR SOLTABAYEV
Doktora
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELİM ACAR