Investigation of the effect of nickel doped on the structural surface and optical properties of zno thin films prepared by the silar method
Sılar metodu ile hazırlanan fto/zno ince filmlerinin yapısal yüzeysel ve optik özellikleri üzerinde nikel katkısının etkisinin incelenmesi
- Tez No: 855271
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ İLKER KARA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çankırı Karatekin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 55
Özet
İnce film teknolojileri, modern elektronik ve optoelektronik cihazların geliştirilmesinde önemli bir role sahiptir. Bu teknolojiler, yüksek performanslı ve düşük maliyetli malzemelerin üretimini sağlayarak birçok uygulama alanında büyük ilgi görmektedir. Çinko oksit (ZnO) ince filmleri, çeşitli elektronik ve optik cihazlarda kullanılmak üzere potansiyel bir malzeme olarak öne çıkmaktadır. Bu alanda, ince film teknolojileri, yüksek verimlilik ve düşük maliyetli cihazlar için umut vaat etmektedir. ZnO, geniş bir enerji aralığına sahip yarı iletken bir malzeme olup, optik özellikleri ve yüksek elektron taşıma özellikleri nedeniyle elektronik ve optoelektronik cihazlarda kullanımı için cazip bir seçenek sunmaktadır. Ayrıca, ZnO'nun fiziksel ve kimyasal özellikleri, farklı endüstriyel uygulamalarda yüzey kaplamalarından sensörlere kadar geniş bir yelpazede kullanım potansiyeline işaret etmektedir. Özellikle FTO (florine-tin-oksit) alltaş üzerine büyütülen katkılı ZnO yarı iletken malzemeler güneş hücreleri, gaz sensörleri ve biosensörler gibi birçok uygulamalar için önemli adaylardandır. Bu tez çalışmada, SILAR (Succesive Ionic Layer Adsorption and Reaction) yöntemi kullanılarak hazırlanan katkısız FTO/ZnO ve Nikel (Ni) katkılı, Ni 1 % FTO/ZnO, Ni 2 % FTO/ZnO ve Ni 3 % FTO/ZnO ince filmleri incelenmiştir. Üretilen filmlerin özellikle yapısal, yüzeysel ve optik özellikleri üzerinde nikelin katkısının etkisi araştırılmıştır. Yapısal analizler, X-ışını kırınımı (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) gibi tekniklerle gerçekleştirilmiştir. Bulgular, nikelin FTO/ZnO ince filmlerinin kristal yapılarında ve yüzey morfolojisinde belirgin değişikliklere neden olduğunu göstermektedir. Ayrıca, optik özellikler UV-Vis spektroskopisi kullanılarak incelenmiştir iv ve nikelin filmin optik özelliklerini nasıl etkilediği detaylı olarak değerlendirilmiştir. Katkılı ZnO ince filmlerde Nikel (Ni) katkılama oranı % 1'den % 3'e değiştirilerek elde edilmiştir. SEM-EDS analizlerinden üretilen ZnO ince filmlerin kümeler şeklinde yapıların oluşturmuştur. Oluşan yapılar Nikel katkısına bağlı olarak değiştiği gözlendi. Üretilen numunelerden yüzey homojenliği dağılımın en yüksek FTO/ZnO-Ni% 3 numunesinde görüldü. Üretilen numunelerin XRD analizlerinden baskın kırınım zirveleri SnO2(FTO-alltaş) elde edilmiştir. Numuneler genel olarak tetragonal kristal yapısını gösteren (101), (202) ve (211) yöneliminde olduğu görüldü. Ni-doped katkı miktarı arttıkça filmlerin pik şiddetlerinde artış ve yarıpik genişliklerinde azalma olduğu görülmüştür. Bu sonuçlar, üretilen numunelerin güneş hücresi teknolojileri, yarıiletken tabanlı gaz sensörü yapımı gibi alanlarda kullanılabilme potansiyeline sahip olduğu değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Thin film technologies play a significant role in the development of modern electronic and optoelectronic devices. These technologies attract considerable interest in many application areas by enabling the production of high-performance and low-cost materials. Zinc oxide (ZnO) thin films stand out as a potential material for various electronic and optical devices. Thin film technologies in this field promise high efficiency and low-cost devices. ZnO is a semiconductor material with a wide energy range, making it an attractive option for use in electronic and optoelectronic devices due to its optical properties and high electron transport capabilities. Additionally, the physical and chemical properties of ZnO indicate a wide range of potential applications, from surface coatings to sensors in various industrial applications. Especially, doped ZnO semiconductor materials grown on FTO (fluorine-tin-oxide) substrates are significant candidates for many applications such as solar cells, gas sensors, and biosensors. In this thesis study, undoped FTO/ZnO and Nickel (Ni) doped, Ni 1% FTO/ZnO, Ni 2% FTO/ZnO, and Ni 3% FTO/ZnO thin films prepared using the SILAR (Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction) method were investigated. The influence of nickel's contribution on the structural, surface, and optical properties of the produced films was particularly studied. Structural analyses were conducted using techniques such as X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The findings indicate significant changes in the crystal structures and surface morphologies of nickel-doped FTO/ZnO thin films. Additionally, the optical properties were examined using UV-Vis spectroscopy, and the impact of nickel on the film's optical characteristics was thoroughly ii evaluated. Nickel doping levels in the ZnO thin films were altered from 1% to 3%. SEMEDS analyses revealed that the produced ZnO thin films formed cluster-like structures. It was observed that the structures varied depending on the nickel content. Surface homogeneity distribution was most evident in the FTO/ZnO-Ni 3% sample among the produced specimens. XRD analyses identified the dominant diffraction peaks of the samples as SnO2 (FTO-substrate). Overall, the samples exhibited a tetragonal crystal structure with orientations of (101), (202), and (211). As the Ni-doped concentration increased, an increase in peak intensities and a decrease in half-peak widths in the films were observed. These results demonstrate the potential use of the produced samples in solar cell technologies, semiconductor-based gas sensor fabrication, and similar fields.
Benzer Tezler
- Tavlama sıcaklığının ve katkılamanın zno ince filmlerin yapısal ve optik özelliklerine etkisinin incelenmesi
The investigation of the effect of the annealing temperature and the nickel doping on the structural and optical properties of zno thin films
EMRE ŞENER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik BilimleriAtatürk ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖNDER ŞİMŞEK
- Nano-nikel oksit katkılı perovskit NdFeO3 bileşiğinin yapısal, manyetik ve dielektrik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of structural, magnetic and dielectric properties of nano-nickel oxide doped NdFeO3 perovskite compound
KÜBRA ZENKİN
- 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
- Nikel ve kobalt tabanlı heusler alaşımlarının manyetik, ısısal, elektriksel ve manyetokalorik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of magnetic, termal, electrical and magnetocaloric effect of nickel and cobalt based heusler alloys
SÜHEYLA YÜCE
Doktora
Türkçe
2010
Fizik ve Fizik MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN BÜYÜKGÜNGÖR
PROF. DR. YALÇIN ELERMAN
- Electrochemical investigations on functionalized 2D graphene, molybdenum disulfide, and nickel sulfide
2 boyutlu işlevselleştirilmiş grafen, molibden disülfit, ve nikel sülfit üzerinde elektrokimyasal araştırmalar
NAVID SOLATI ESKANDAR
Doktora
İngilizce
2022
KimyaKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SARP KAYA