Geri Dön

SnO2 ince film gaz sensörlerinin geliştirilmesi

The development of SnO2 thin film gas sensors

  1. Tez No: 703092
  2. Yazar: EMİNE BOYALI
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ÇAKMAK
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 98

Özet

Bu tez çalışması kapsamında, RF magnetron püskürtme sistemi kullanılarak Si ve cam alttaşlar üzerine farklı kalınlıklarda (212 nm, 258 nm, 412 nm) katkısız SnO2 ince filmler kaplandı. Üretilen filmlerin yapısal, morfolojik, optik ve elektriksel karakteristiklerini belirlemek amacıyla sırasıyla XRD, AFM, UV-Vis ve Hall etkisi ölçüm sistemleri kullanıldı. Yapısal analizler sonucunda Si alttaşlar üzerinde SnO2 filmlerin oluştuğu tespit edildi. Filmlerin yüzey morfolojisi analizleri sonucunda yüzey pürüzlülük değerleri belirlendi. Katkısız SnO2 ince filmlerin enerji bant aralığı değerleri cam üzerine kaplanan numunelerin optik analizleri aracılığıyla belirlendi. Si alttaş üzerine farklı kalınlıklarda katkısız olarak kaplanan SnO2 ince filmlerin özdirenç ve Hall etkisi ölçümleri Van der Pauw tekniği kullanılarak 25-350 K sıcaklık aralığında 0,4 T'lik sabit manyetik alan altında gerçekleştirildi. SnO2 ince filmlerdeki mevcut iletim mekanizmasının metalik iletim olduğu tespit edildi. Gerçekleştirilen karakterizasyonlar neticesinde Numune C olarak adlandırılan katkısız SnO2 ince filminde gaz sensörü üretimine uygun parametreler olduğu tayin edildi. SnO2 gaz sensör aygıt üretimi; sırasıyla ısıtıcı fabrikasyonu, elektrot fabrikasyonu ve algılayıcı tabaka fabrikasyonu litografik işlem basamakları uygulanarak gerçekleştirildi. Üretilen gaz sensörünün, belirli çalışma sıcaklığında (25 °C, 100 °C, 200 °C), farklı bütan gazı konstantrasyonları (Hava, 250 ppm, 500 ppm, 750 ppm, 1000 ppm) altında gaz algılama özellikleri incelendi. Bütan gazına karşı duyarlılıkların 25 °C için ~% 0.45, 100 °C ve 200 °C için ise ~% 5 olduğu tespit edildi.

Özet (Çeviri)

Within the scope of this thesis, undoped SnO2 thin films with different thicknesses (212 nm, 258 nm, 412 nm) were coated on Si and glass substrates using RF magnetron sputtering system. In order to determine the structural, morphological, optical and electrical characteristics of the films produced, XRD, AFM, UV-Vis and Hall effect measurement systems were used, respectively. As a result of the structural analysis, it was determined that SnO2 films were formed on Si substrates. Surface roughness values were determined by surface morphology analysis of the films. Energy-band gap values of undoped SnO2 thin films were determined via optical analysises of samples coated on glass. The resistivity and Hall effect measurements of undoped SnO2 thin films, which are coated with different thicknesses on Si substrate, were carried out under a constant magnetic field of 0.4 T in the temperature range of 25-350 K using the Van der Pauw technique. It was determined that the conduction mechanism in SnO2 thin films was metallic conduction. According to the characterization results; the parameters which is appropriate for the production of gas sensor in the undoped SnO2 thin film called as Sample C was obtained. The production of SnO2 gas sensor device was carried out by applying the lithographic processes which are heater fabrication, electrode fabrication and sensor layer fabrication, respectively. The characterizations of gas detection of the produced gas sensor were investigated under different butane gas concentrations (Air, 250 ppm, 500 ppm, 750 ppm, 1000 ppm) at certain operating temperature (25 °C, 100 °C, 200 °C). It was determined that while the sensivity of the produced sensor against butane gas was to be ~ 0.45 % for the operating temperature of 25 °C, it was to be ~ 5 % for the operating temperature of 100 °C and 200 °C.

Benzer Tezler

  1. MEMS ile entegre mikro ısıtıcı ve IDE mikro sistemlerin fabrikasyonu ve nano kompozit yarı iletken gaz sensör uygulaması

    Fabrication of integrated micro heater and ide micro systems with MEMS and application of nano composite semiconductor GAS sensor

    HALİME İLBEYİİLİNGİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ BERNA MOROVA

    DOÇ. DR. CİHAT TAŞALTIN

  2. Development of laser induced graphene & its composites for gas sensors and photocatalysis applications

    Gaz sensör ve fotokataliz uygulamaları için lazerle üretilmiş grafen ve kompozitlerinin geliştirilmesi

    GİZEM SOYDAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ NURİ SOLAK

    PROF. DR. AHMET TUĞRUL ALPAS

  3. Metal oksit ince filmlerin gaz sensörü uygulamalarının araştırılması

    Investigation of gas sensing applications of metal oxide thin films

    M. CİHAN ÇAKIR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELMA MUTLU

  4. 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

    İngilizce

    2019

    Fizik ve Fizik MühendisliğiBolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERCAN YILMAZ

  5. Gaz sensörü üretiminde hedef malzeme olarak kullanılmak üzere yüksek saflıkta nano boyutlu SnO2 toz üretimi

    Production of high purity nanosized SnO2 powder used as target material for gas sensor applications

    CEM AÇIKSARI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Metalurji MühendisliğiAnadolu Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ENDER SUVACI

    DOÇ. DR. EMEL ÖZEL