Tenorit ince filmlerinin büyütülmesi ve fiziksel özelliklerine ısıl işlem etkisinin incelenmesi
Growth of tenorite thin films and investigation of effects of thermal treatment on their physical properties
- Tez No: 386182
- Danışmanlar: PROF. DR. YUSUF ATICI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Genel Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 121
Özet
Bu tezde, tenorit (kuprik oksit, CuO) ince filmler, 200 oC'lik sabit bir alt yapı sıcaklığında, 10 ve 15 mTorr'luk farklı toplam gaz basınçları altında, reaktif radyo frekans (RF) magnetron sıçratma tekniği ile cam alt yapılar üzerine büyütüldü. Tenorit ince filmler, farklı tavlama şartlarında, hava ortamında tavlandı. Filmlerin yüzey morfolojisi, bileşimi, kristal yapısı ve optik özellikleri üzerine toplam gaz basıncının, tavlama sıcaklığının ve zamanının etkisi, Taramalı Elektron Mikroskopisi (SEM), Enerji Ayırımlı X-Işını Spektroskopisi, X-ışınları Difraksiyonu (XRD) ve UV/VIS Spektroskopisi ile karakterize edildi. Gaz basıncının artmasıyla, film büyütme hızının ve tane boyutunun azaldığı görüldü. Filmlerin yüzey morfolojisinin, tavlama şartlarından dolayı değiştiği gözlemlendi. SEM görüntüleri, filmlerin yüzeylerinin, rasgele dağılmış tanelerden ve boşluklardan oluştuğunu açığa çıkardı. XRD çalışmalarından, büyütme ve tavlama şartlarına göre, bakır oksit ince filmlerin ikinci bir faza sahip olmadığı belirlendi. EDX sonuçları da, polikristal filmlerin bileşiminin ve tek CuO fazının, tavlama şartları tarafından etkilenmediğini açığa çıkardı. Tüm filmler, yansıma düzleminde iyi bir kristalleşme sergiledi. Artık gerilmeden dolayı, difraksiyon piklerinin konumlarında kaymalar gözlemlendi. Geçirgenlik spektrumlarından, 400 nm'den 800 nm'ye uzanan görünür ve yakın-kızılötesi bölgede, filmlerin, yüksek bir ışık soğurumuna sahip oldukları belirlendi. Gaz basıncının 10 mTorr'dan 15 mTorr'a artırılmasıyla, optik bant aralığının (Eg) 2,244 eV'tan 2,299 eV'a arttığı bulundu. Gaz basıncı arttıkça, filmlerin soğurma kenarının, daha düşük dalga boyuna ve daha yüksek enerjiye kaydığı da bulundu. İlaveten, termal işlemlerin etkisiyle, filmlerin soğurma kenarı daha yüksek dalga boylarına kaydığı için optik bant aralığı azaldı.
Özet (Çeviri)
In this thesis, tenorite (cupric oxide, CuO) thin films were grown on the glass substrates by reactive radio frequency (RF) magnetron sputtering technique under the different total gas pressures of 10 and 15 mTorr at a constant substrate temperature of 200 oC. The tenorite thin films were annealed in air at different annealing conditions. The effects of total gas pressure, annealing temperature and time on surface morphology, composition, crystal structure and optical properties of films were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX), X-rays Diffraction (XRD) and UV/VIS Spectroscopy. It was seen that the film growth rate and the grain size decreased with the increase of the gas pressure. It was observed that the surface morphology of films changed due to the annealing conditions. SEM images revealed that the surfaces of films are comprised of randomly distributed grains and voids. From XRD studies, it was determined that the copper oxide thin films have not a second phase according to the growth and annealing conditions. EDX results also revealed that the composition and the single CuO phase of the polycrystalline films were not affected by the annealing conditions. All of the films exhibited well-crystallization on the reflection plane. Shifts in the positions of the diffraction peaks were observed due to residual stresses. From the transmittance spectrums, it was determined that the films have a high absorbance of light in the visible and near-infrared regions ranging from 400 nm to 800 nm. The optical band gap (Eg) was found to increase from 2,244 eV to 2,299 eV with increasing gas pressure from 10 mTorr to 15 mTorr. The absorption edge of the films was also found to be shifted towards the lower wavelenght and higher energy as the gas pressure increase. In addition, with effect of thermal treatments, the optical band gap decreased because the absorption edge of films shifted to higher wavelengths.
Benzer Tezler
- Sol-gel yöntemi ile CuO ince filmlerinin elde edilmesi ve mikroyapısal ve optik karakterizasyonu
The Preparation of CuO thin films by sol-gel method and their microstructure and optical properties
EBRU MENŞUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Fizik ve Fizik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MERAL HOŞCAN
- Sıçan tendo calcaneus'unda yaşa bağlı değişikliklerin morfometrik, immunohistokimyasal ve ince yapı düzeyinde incelenmesi
Age related morphometric, immunohistochemical and ultrastructural changes in rat's tendo calcaneus
HALE ÖKTEM
- Recovery of copper from oxide copper ore by flotation and leaching
Oksitli bakır cevherinden flotasyon ve liç ile bakır kazanımı
EMİRHAN KİRAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÜMİT ATALAY
- Döndürerek kaplama yöntemi ile cuo yarıiletken filmlerininelde edilmesi, optik ve yapısal özelliklerinin incelenmesi
The investigation of structural and optical properties of cuo semiconductor films obtained by spin coating method
YASİN DEMİRCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnadolu ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ŞENOL AYBEK
- Istranca masifindeki Dereköy Antik Bakır Madeni ve Demirköy Antik Demir Madeninin jeolojik ve arkeometalurjik incelenmesi
Geological and archaeometallurgical investigation of the Dereköy Antique Copper Mine and Demirköy Antique İron Mine in strandja
YİĞİT KURT
Doktora
Türkçe
2020
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaJeoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÖZTÜRK