ZnO ince film yapılarının darbeli lazer biriktirme yöntemi ile lazer darbe sayısına ve tavlama sıcaklığına bağlı olarak üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of ZnO thin film structures by pulsed laser deposition method based on laser pulse number and annealing temperature
- Tez No: 740040
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ADNAN BERBER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Selçuk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 94
Özet
Bu yüksek lisans tez çalışmasında, darbeli lazer biriktirme tekniği kullanılarak iki set deney yapılmıştır. İlk sette darbe sayısına bağlı olarak oda sıcaklığında dört adet ince film soda-lime camlar üzerine üretilmiştir. İnce filmler oda sıcaklığında üretilmesine ve herhangi bir ısıl işleme tabi tutulmamasına rağmen tamamı polikristal yapı oluşturmuştur. İkinci sette ise, tavlama sıcaklığına bağlı olarak dört adet ince film üretilmiştir. Sırasıyla 300°C, 350°C ve 400°C'de 15'er dakika ve yine 400°C'de 5 dakika tavlama yapılarak ince filmler soda-lime camlar üzerine üretilmiştir. Üretilen ince filmlerin her biri UV-VIS, XRD, AFM, SEM-EDX ve profilometre analizlerine tabi tutularak optik, kristal, yüzey ve morfolojik özellikleri analiz edilmiştir. ZnO(4) ince filmi UV bölgede en yüksek foton soğurma özelliğine, IR bölgede ise en düşük foton soğurma özelliğine sahip ince filmdir. Tauc denklemi ile elde edilen bant değerleri sırasıyla 3.09 eV, 3.19 eV, 3.25 eV ve 3.35 eV olarak hesaplanmıştır. Morfolojik analizlerde ise taneciklerin darbe sayısının artışıyla büyüdüğü görülmüştür. Tavlamaya bağlı olan çalışmada ise Tauc denklemine göre ölçülen bant aralığı değerleri sırasıyla 3.18 eV, 3.12 eV, 2.85 eV ve 1.5 eV olarak hesaplanmıştır. Nispeten düşük sıcaklıkta üretilen ZnO(5) ince filmi diğer üçünden farklı bir optik karakter sergilemiş ve bütün dalga boyu aralıklarında en yüksek soğurganlığa sahip olduğu görülmüştür. Günümüz teknolojisinde düz panel ekranlar, fotovoltaik güneş pilleri, şeffaf elektrotlar, görünür spektrum bölgesinde yüksek elektriksel iletkenlik istenen alanlarda önemli kullanım alanları olan ZnO şeffaf yarıiletken ince filmlerin bu yüksek lisans tez çalışmasında üretilmesi ve karakterizasyonu hedeflenmiştir. Sonuç olarak, üretilen ince filmlerin lazer darbe sayısına ve tavlama sıcaklığına bağlı olarak optik, kristal, yüzey ve morfolojik özellikleri çeşitli analiz teknikleriyle incelenerek, elde edilen sonuçlar yorumlanmıştır.
Özet (Çeviri)
In this master thesis, two sets of experiments have been carried out using pulsed laser deposition method. In the first set of experiments, four ZnO(1-4) thin films have been produced at room temperature, depending on the number of laser pulses and thin films were grown on soda-lime glasses. Although the thin films were coated at room temperature and did not undergo any annealing process, they all have been formed in a polycrystalline structure. In the second set of experiments, these ZnO(1-4) thin films were annealed at different temperatures and thus studied depending on the annealing temperature, at 300°C, 350°C and 400°C, respectively. It was annealed for 15 minutes each and again at 400°C for 5 minutes. UV-VIS, XRD, AFM, SEM-EDX and profilometer analysis were performed for each of these thin film structures and the optical, crystal, surface and morphological properties of the thin film structures have been analysed and the results have also been given in detail in this thesis. ZnO(4) thin film has the highest photon absorption in the UV region while the lowest photon absorption in the IR region. The band values obtained with the Tauc equation were calculated as 3.09 eV, 3.19 eV, 3.25 eV and 3.35 eV, respectively. In the morphological analysis, it was observed that the particles grew with increasing puls number. In the study based on annealing, the band gap values measured according to the Tauc equation were calculated to be 3.18 eV, 3.12 eV, 2.85 eV and 1.5 eV, respectively. The ZnO(5) thin film produced at relatively low temperature exhibited a different optical character than the other three and was found to have the highest absorbance in all wavelength ranges. As a result, the optical, crystalline, surface and morphological properties of the thin films produced in this master thesis study, depending on the increament in thickness and annealing temperature. Thin films have been analysed with appropriate methods and the results have been interpreted.
Benzer Tezler
- Structural analysis of Ge nanoparticles embedded ZnO thin films by laser induced breakdown spectroscopy
Ge nanoparçacık katkılı ZnO ince filmlerin lazer etkili bozulma spektroskopisi ile yapısal analizi
MEHMET SİNAN TOPCU
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDULLAH CEYLAN
- Terleme düzeyini sürekli takip edebilen nadir toprak elementi katkılandırılmış ZnO/CuO kompozit ince filmlerin tasarımı ve üretimi
Design and production of rare-earth elements doped ZnO/CuO composite thin films for continuous sweat rate monitoring
NURDAN SELİN KIRIK
Doktora
Türkçe
2022
BiyomühendislikHatay Mustafa Kemal ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜNYAMİN ŞAHİN
- Mg katkısının nanoyapılı ZnO/CuO kompozit ince film yapılarının oda sıcaklığında terleme düzeyini algılama özelliklerine etkisinin incelenmesi
Investigation of Mg-doping effects on the hydration level monitoring properties of nanostructured ZnO/CuO composite films at room-temperature
EZGİ ASFUROĞLU COŞKUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyofizikHatay Mustafa Kemal ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜNYAMİN ŞAHİN
- ZnO/CuO kompozit ince film yapıların terleme düzeyini algılama özelliklerine alüminyum katkısının incelenmesi
Investigation of al-doping effects on the hydration level sensing properties of nanostructured ZnO/CuO composite thin films
AYŞEGÜL ACAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiHatay Mustafa Kemal ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜNYAMİN ŞAHİN
- N-ZnO/p-Si heteroeklem diyot yapılarının üretilmesi ve elektriksel karakteristiklerinin aydınlık ve karanlık ortamlar için zno ince film kalınlığına bağlı olarak belirlenmesi
Production of N-ZnO / p-Si heterojunction diode structuresand determination of electrical characteristics depending on the thickness of the zno thin film under the illumination and dark environments
BAHRİ GEZGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YASEMİN GÜNDOĞDU