Çinko oksit gaz sensörünün üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of zinc oxide gas sensor
- Tez No: 824001
- Danışmanlar: PROF. DR. EVREN TURAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Katıhal Fiziği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 66
Özet
Yarıiletken gaz sensörleri iç ve dış mekanlarda hava kalitesi belirlenmesinden, yanıcı veya zehirli gazların tespitine kadar birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Çinko oksit tabanlı gaz sensörleri, hızlı yanıt, düşük algılama limiti, yüksek seçicilik ve güvenilir performans nedeniyle metal oksit gaz sensörleri içerisinde öne çıkmaktadır. Enerji verimliliği ve üretim maliyetleri gözetildiğinde mikrofabrikasyon yöntemleri ile üretilen gaz sensörleri büyük artılar ortaya koymaktadır. Aktif malzemenin oksijen adzorbe etmesi sonucunda elektriksel direncinin değişimi prensibinden yola çıkılarak elde edilen bu sensörlerde, sensör malzemelerinin yapı ve boyutları yanı sıra sensör tasarımı ile minimum alana sığdırılabilecek aktif mikro yapılar sensör verimliliğini etkileyen ana faktörlerden birisidir. Bu çalışmada mikro fabrikasyon yöntemleri ile üretilen çinko oksit tabanlı yarıiletken gaz sensörlerinin, aynı mikrometre kare alan içerinde farkı elektrod mesafeleri ve tasarımları ile karbonmonoksit algılama performansları incelenmiştir. Aktif malzeme olarak kullanılan çinko oksit ince filmi DC saçtırma yöntemi ile pasivizasyon gerçekleştirilmiş silisyum alttaş üzerine kaplanarak SEM, EDS, Elipsometre ve XRD ile karakterize edilmiştir. Elektriksel bağlantı için krom üzerine altın elektrotlar dairesel, paralel ve karesel tasarımlar 600X600 mikrometre kare içeresinde tasarlanıp fotolitografi yöntemi ile şekillendirilmiştir. Karbonmonoksit atmosferi altında yapılan elektriksel ölçümlerde elektrot arası mesafe ve tasarımlara bağlı olarak algılama hızı ve doyum süresi değişimleri incelenmiştir. 2 mikronluk elektrodlar ve mesafesi ile aynı birim alana sahip sensörler içerisinde en düşük direnç ve en hızlı doyum süresi elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Semiconductor gas sensors are widely used in many areas from indoor and outdoor air quality determination to the detection of flammable or toxic gases. Zinc oxide-based gas sensors stand out among metal oxide gas sensors due to their fast response, low detection limit, high selectivity, and reliable performance. When energy efficiency and production costs are considered, gas sensors produced with microfabrication methods display great advantages. In these sensors, which are obtained based on the principle of changing the electrical resistance as a result of the active material adsorbing oxygen. The structure and the dimensions of the sensor materials, as well as the active microstructures that can be fit into the minimum area with the sensor design, are the main factors effecting the sensor efficiency. In this study, carbon monoxide detection performances of zinc oxide-based semiconductor gas sensors, which were produced by microfabrication methods with different electrode distances and designs under the same square micrometer area, were performed. As the active material, zinc oxide thin film was coated on a passivated silicon substrate by DC sputtering method. SEM, EDS, Ellipsometer, and XRD characterization techniques were performed to analyze the ZnO thin films. For electrical connection, gold on chromium electrodes are designed in circular, parallel, and square designs within 600x600 micrometer square and shaped by photolithography method. The effects of the distance between the electrodes and the designs were on detection rate and saturation time were investigated by electrical measurements under a carbon monoxide atmosphere. The lowest resistance and the fastest saturation time were obtained by the sensors which has 2-micron electrode widths and the electrode gaps.
Benzer Tezler
- Gümüş ve nikel katkılı çinko oksit (ZnO) nanoçubukların üretimi, karakterizasyonu ve uygulama alanlarının araştırılması
Fabrication, characterization and investigation of application areas of silver and nickel doped zinc oxide (ZnO) nanorods
HATİCE ADIGÜZEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİnönü ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NECMETTİN KILINÇ
- Cd katklı ZnO numunelerinin gaz algılama özelliklerinin incelenmesi
Investigation of gas detection characteristics of Cd additive ZnO samples
BÜŞRA ALTUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELİM ACAR
DR. ÖĞR. ÜYESİ IRMAK KARADUMAN ER
- ZNO coating on kevlar™ fabrics by hydrothermal method and investigation of gas sensor properties
Kevlar™ kumaşlar üzerine hidrotermal yöntemle ZNO kaplama ve gaz sensör özelliklerinin incelenmesi
BAHADIR AYDAŞ
Doktora
İngilizce
2024
Metalurji MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiMalzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET FATİH ÖKTEM
DR. ABDULLAH ATILGAN
- Synthesis, and characterization of SnO2-ZnO mixed oxide for sensingapplications
SnO2-ZnO karışımının sentezi ve karakterizasyonu algılama uygulamaları için oksit
NATIQ AYAD SAEED SAEED
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiÇankırı Karatekin ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN ALPTEKİN
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMED MOHAMMED SHANO
- Metal-oxide nano structures for gas sensing applications
Gaz algılama uygulamaları için metal-oksit nano yapılar
ENİS EKMEL TURAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Bilim ve TeknolojiGediz ÜniversitesiNanoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YAVUZ BAYAM