İnce film gaz sensörlerinin üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of thin film gas sensors
- Tez No: 637984
- Danışmanlar: DOÇ. DR. KADRİ VEFA EZİRMİK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: gaz sensörü, niyobyum pentoksit, kalay dioksit, evropiyum katkılı kalay dioksit, RF-PVD, gas sensors, tin dioxide, niobium pentoxide, RF-PVD, europium
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 52
Özet
Amaç: Bu çalışmada gaz sensörlerinin tespit etmede zorlandığı hidrojen gazını hızlı ve hassas bir şekilde tespit edebilmek amacıyla niyobyum pentoksit, kalay dioksit ve evropiyum katkılı kalay dioksit gaz sensörleri üretilmiştir. Yöntem: Bu çalışmada sensör olarak kullanılacak ince kaplamalar, cam taban malzeme üzerine Radyo Frekans-Fiziksel Buhar Biriktirme (RF-PVD) yöntemiyle kaplanmıştır. Üretilen filmlerin karakterizasyonu için X-ışını Kırınım Difraktometresi (XRD), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dispersif X-ışını Spektroskopisi (EDS), Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM), UV-VIS Spektrometre ve gaz sensör ölçüm sistemleri kullanılmıştır. Üretilen sensörlerin farklı konsantrasyonlardaki hidrojen gazına tepkileri incelenmiştir. Bulgular: Yapılan XRD incelemeleri sonucunda niyobyum pentoksit filmlerinin yapısının amorf, kalay dioksit ve evropiyum katkılı kalay dioksit filmlerin ise tetragonal kristal yapıya sahip olduğu tespit edilmiştir. İnce filmlerin kesitlerinden alınan SEM görüntüleri, filmlerin kolonsal yapıda büyüdüğünü göstermektedir. Yapılan gaz sensör analizi sonucunda niyobyum pentoksitin 10.000 ppm gibi yüksek konsantrasyon seviyesinde, kalay dioksit filmlerinin 100 ppm'de, evropiyum katkılı kalay dioksit filmlerinin ise 50 ppm gibi düşük konsantrasyon seviyesinde hidrojen gazına tepki verdiği bulunmuştur. Sonuçlar: Üretilen niyobyum pentoksit ince filmler hidrojen gazını algılamada yetersiz kalmıştır. Kalay dioksit ve evropiyum katkılı kalay dioksit ince filmler ise farklı konsantrasyon seviyelerindeki hidrojen gazını başarılı bir şekilde algılamıştır. Evropiyum katkısı kalay dioksit sensörün hassasiyetini artırırken sensör tepkisi üzerinde önemli bir etkisi olmamıştır.
Özet (Çeviri)
Purpose: In this study, niobium pentoxide, tin dioxide, and europium doped tin dioxide gas sensors were fabricated in order to detect hydrogen gas that gas sensors have difficulty in detecting quickly and precisely. Method: In this study, thin coatings to be used as sensors were coated on the glass substrate with Radio Frequency-Physical Vapor Deposition (RF-PVD) technique. The fabricated films were characterized by using X-ray Diffraction Diffractometer (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), Atomic Force Microscope (AFM), UV-VIS Spectrometer, and gas sensor measurement systems. The responses of the fabricated sensors to hydrogen gas at different concentrations were investigated. Findings: As a result of the XRD analysis, it has been determined that the structure of the niobium pentoxide films were amorphous, tin dioxide and europium doped tin dioxide films were tetragonal crystal structure. Cross sectional SEM images of the thin films showed that the films have grown equiaxed structure. As a result of gas sensor analysis, it has been found that niobium pentoxide can response to hydrogen gas at a high concentration level such as 10.000 ppm. The tin dioxide and europium doped tin dioxide thin film gas sensors were found to response to low ppm hydrogen gas. Results: The fabricated niobium pentoxide thin films were unsatisfactory to detect hydrogen gas. Tin dioxide and tin dioxide thin films doped with europium have successfully detected hydrogen gas at different concentration levels. While the Europium additive increased the sensitivity of the tin dioxide sensor, it did not have a significant effect on the sensor response.
Benzer Tezler
- Fabrication and characterization of doped metal-oxide thin film gas sensors
Katkılı metal oksit yarı iletken ince film gaz sensörlerinin üretimi ve karakterizasyonu
SİNAN ÖZTEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiBolu Abant İzzet Baysal ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCAN YILMAZ
- Çinko oksit gaz sensörünün üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of zinc oxide gas sensor
SEÇKİN AKINCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EVREN TURAN
- CO gazına duyarlı In2O3 gaz sensörünün üretimi ve karakterizasyonu
The preparation and characterization of In2O3 gas sensor sensitive to CO gas
BANU HOROZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErzincan Binali Yıldırım ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEMET ALİ YILDIRIM
- SnO2 ince film gaz sensörlerinin geliştirilmesi
The development of SnO2 thin film gas sensors
EMİNE BOYALI
Doktora
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÇAKMAK
- Organik lif tabanlı metal oksit kaplanmış biyo-sensör geliştirilmesi
Development of organic fiber based metal oxide coated bio-sensor
GÖZDE KONUK EGE
Doktora
Türkçe
2022
Mekatronik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GARİP GENÇ
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN YÜCE