Characterization of zno based diluted magnetic semiconductor thi̇n fi̇lms and nano particles produced by sol-gel method
Sol-gel yöntemiyle üretilen zno tabanlı seyreltik manyetik yarıiletken ince filmlerin ve nano parçacıkların karakterizasyonu
- Tez No: 425910
- Danışmanlar: PROF. CABİR TERZİOĞLU, DOÇ. ÖZGÜR ÖZTÜRK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Abant İzzet Baysal Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 328
Özet
Son yıllarda ZnO tabanlı seyreltik manyetik yarıiletken malzemeler teknolojik uygulamalarda kullanılması nedeniyle oldukça büyük bir ilgi odağı olmuştur. ZnO tabanlı nano tanecikler ve nano kalınlıkta ince filmlerin uygulama alanları; ısıl camlar, piezoelektrik aygıtlar, güneş pilleri, katıhal gaz algılayıcıları, yüzey akustik dalga cihazları, lazer aygıtlar, mikro elektromekaniksel sistemler (MEMS), organik ışık yutan diyotlar ve en önemlisi spintroniktir (manyetik hard disklerde okuyucu kafası ve büyük manyetik direnç (GMR)). Spintronik yarı iletken teknoloji tabanlı hafıza üretimin yerini almaktadır. Bu sebeple araştırmalar gerek temel bilimsel gerek teknolojik bağlamda her geçen gün artarak devam etmektedir. Bu nedenle bu tez çalışmasında geçiş metali ve nadir toprak elementi katkılı (Zn1-xBx)O (B=Co, Er) ikili ve (Zn1-xBxCO) (C=Cu, Cd) üçlü yapıya sahip seyreltik manyetik yarıiletken nano ince filmler ve bulk (yığın) malzemeler sol-gel metodu kullanılarak üretilmiştir. Hazırlanan film ve bulk malzemelerin mikroyapısal, elektriksel, optik, manyetik ve mikromekaniksel özellikleri incelenmiştir. Malzeme üretimi esnasında ilk olarak bulk (yığın) malzemelerin optimum tavlama sıcaklığının tespiti için en yüksek katkı oranındaki malzemeler ön ısıl işlemden sonra sırasıyla 400oC, 450oC, 500oC, 550oC ve 600oC' de 30 dk son ısıl işleme tabi tutulmuştur. Bu işlemin ardından tüm katkılı nano ince film ve bulk malzemeler belirlenen optimum tavlama sıcaklıklarında tavlanmıştır. (Zn1-xBx)O ikili ve (Zn1-xBxCO) üçlü yapıya sahip DMS yapılar polikristal nanotozlar olarak sol-gel metodu kullanılarak hazırlanmıştır. İnce filmler cam altlık üzerine daldırarak kaplama yöntemi kullanılarak kaplanmıştır. Tez kapsamında üretilen nano ince film ve bulk malzemelerin mikroyapısal özelliklerinin belirlenebilmesi için X-ışınları kırınım difraktometresi (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılım spektrometresi (EDS), atomik kuvvet mikroskobu (AFM), elektriksel özelliklerinin tespiti için hall effect ölçüm sistemi, optik özelliklerinin tespiti için UV-VIS spektrofotometresi, manyetik analizleri için VSM sistemi ve mikromekanik analizleri için ise Vickers mikrosertlik cihazı kullanılmıştır. ANAHTAR KELİMELER: Seyreltik Manyetik Yarıiletkenler (DMS), Sol- Gel Method, ZnO, İnce Film, Nanoparçacık
Özet (Çeviri)
In recent years, ZnO-based diluted magnetic semiconductor materials are a field of great interest because of their using in technological applications. Applications of the produced ZnO-based nano-particle and nano thin film are the thermal glass, piezoelectric devices, solar cells, solid-state gas sensors, surface acoustic wave devices, laser devices, microelectromechanical systems (MEMS), organic light-emitting diodes and spintronic (reader head in magnetic hard disks and giant magnetoresistance (GMR)). Spintronic is replacing by semiconductor technology-based memory production. For this reason, researches are increasing gradually both the fundamental scientific and technological. Therefore, in this thesis, transition metal and rare earth element doped nano thin films and bulk samples of diluted magnetic semiconductors (DMSs) which have dual structure of (Zn1-xBx)O (B=Co, Er) and ternary structure of (Zn1-xBxCO) (C=Cu, Cd) are prepared by using sol-gel method. The microstructure, electrical, optic, magnetic and micromechanic properties of prepared nano thin films and nano bulk materials are investigated. Firstly, the materials which have the greatest doping rate to determination of optimum annealing temperature of nano bulk materials are subjected to last heat treatment at 400oC, 450oC, 500oC, 550oC and 600oC for 30 min after first heat treatment. After this process, all of doped nano thin film and nano bulk materials are annealed under determined annealing temperature. The systems, (Zn1-xBx)O dual and (Zn1-xBxCO) ternary structures, are prepared as polycrystalline nanoparticle powders by applying the sol-gel method. Nano thin films are coated on the glass substrate by using the dip coating method. The X-ray diffractometer (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectrometer (EDS) and atomic force microscopy (AFM) are used to determination of structural properties such as crystal structures, grain sizes, percent of elements, surface morphology; hall effect measurements system is used to determination of electrical properties of materials; UV-VIS spectrophotometer is used to determination of optic properties; vibrating sample magnetometer (VSM) system is used to determination of magnetic properties and Vickers microhardness device is used to determination of micromechanic properties of produced nano thin film and nano bulk materials. KEYWORDS: Diluted Magnetic Semiconductor (DMS), Sol-Gel Method, ZnO, Nano thin film, Nanoparticle
Benzer Tezler
- Yeni yönetmeliklere göre gıdalarla temasa uygun emaye yüzeylerin geliştirilmesiyeni
Development of food contact safe enamel surfaces according to the new regulations
GİZEM KADAKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ONURALP YÜCEL
- ZnO tabanlı katmanlı ince filmlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of ZnO-based layered thin films
SEVCAN ERCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiBurdur Mehmet Akif Ersoy ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EBRU GÜNGÖR
- ALD yöntemi ile düşük sıcaklıkta büyütülen ZnO esaslı TFT'lerin üretimi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of ZnO based TFT's deposited under low temperature by ALD
LÜTFULLAH DURNA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji MühendisliğiGazi Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ATEŞ
- Fabrication and characterization of ZnO nanoparticle/nanorod based photovoltaic cells and gas sensors and a software application for automated data acquisition
ZnO nanoparçacık/nanoçubuk tabanlı fotovoltaik hücreler ve gaz sensörlerinin üretimi, karakterizasyonu ve otomatik veri toplama yöntemine yönelik bir yazılım uygulaması
DORUK YILDIZTEKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH DUMLUDAĞ
- ZnO:Cu ve ZnO:Mn tabanlı boya duyarlı güneş pillerinin fabrikasyonu ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of ZnO:Cu and ZnO:Mn based dye-sensitized solar cells
HALİL EŞGİN
Doktora
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASEMİN ÇAĞLAR