RF-magnetron saçtırma yöntemi ile elde edilmiş yüksek performanslı WO3 ve V2O5 tabanlı elektrokromik malzemeler ve aygıtlar
High-performance electrochromic materials and devices based on WO3 and V2O5 obtained by RF-magnetron sputtering
- Tez No: 863998
- Danışmanlar: PROF. DR. EMRE GÜR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Kimya, Metalurji Mühendisliği, Physics and Physics Engineering, Chemistry, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 156
Özet
Amaç: Bu çalışmada, enerji tasarrufu ve akıllı cam teknolojisinde kullanılan geçiş metal oksit kromojenik malzemelerin geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Bunun için büyük yüzey hacim oranına sahip nano duvar yapısındaki WO3 filmlerin elde edilmesi ve elektrokromik aygıt fabrikasyonu hedeflenmiştir. Ayrıca, katodik ve anodik olarak elektrokromik özelliği gösteren V2O5 ince filmlerin büyütülmesi, büyütme şartlarının değişmesi ile yüzey modifikasyonu, elde edilen farklı nanoyapıların elektrokromik özelliklerinin araştırılması gerçekleştirilmiştir. Yöntem: Birinci bölümde, farklı kalınlıktaki iki boyutlu dikey nano duvar yapısındaki WO3 filmleri, RF-magnetron yöntemi ile saçtırılmış WS2 ince filmlerinin eş zamanlı termal oksidasyonu ile elde edilmiştir. İkinci bölümde ise, V2O5 filmlerin farklı saçtırma şartları ve ardından termal oksitleme işlemi ile yüzey modifikasyonu gerçekleştirilmiştir. Farklı nano yapılardaki filmlerin ve aygıtların elektrokromik özellikleri elektrokimyasal ve eş zamanlı geçirgenlik ölçümleri ile araştırılmıştır. Bulgular: Saçtırılmış WS2 filmler, morfolojilerinde herhangi bir değişiklik olmaksızın başarıyla WO3'e dönüştürülmüştür. 520 nm kalınlıktaki film en iyi elektrokromik özelliği göstermiştir. 1000 döngüde (70000 s) %77,2'lik bir geçirgenlik kararlılığı elde edilmiştir. Cam/ITO/WO3 (520 nm)/1 M LiClO4 (propilen karbonat çözücüsünde)/NiO/ITO/Cam konfigürasyonundaki aygıt iyi elektrokromik performans göstermiştir. Ayrıca, büyütme sıcaklığını değiştirerek farklı nanoyapılarda V2O5 elde edilmiştir. Nano duvar morfolojisi ile 100°C'de büyütülen film, iyi elektrokromik özellikler ve kararlılık performansı göstermiştir. Bu örnek 200, 300 ve 400℃'de termal olarak oksitlenmiştir. 200℃'de tavlanan film 900 döngüde, 450 ve 700 nm dalgaboyunda sırasıyla %97,9 ve %92,6 kararlılık göstermiştir. Sonuç: Nano duvar morfolojisinde WO3 ve V2O5 kromojenik malzemelerin kalınlığını ve yapısal özelliklerini optimize ederek yüksek performanslı elektrokromik filmler ve aygıtlar başarıyla elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Purpose: This research basically aims to develop transition metal oxide as chromogenic materials for energy-saving and smart glass technology. For this purpose, WO3 films with a large surface area to volume ratio were obtained and electrochromic devices were fabricated. In addition, V2O5 thin films with cathodic and anodic electrochromic properties were grown, surface modification was performed by changing the growth conditions, and the electrochromic properties of the different nanostructures were investigated. Method: The growth of WO3 films with two-dimensional vertical nano-wall structures were obtained by in-situ controlled thermal oxidation of WS2 thin films sputtered by RF-magnetron method. The surface modification of V2O5 films was performed by different RFMS growth conditions followed by a thermal oxidation process. The electrochromic properties of the films and devices with different nanostructures were investigated by electrochemical and in-situ transmittance measurements. Findings: Sputtered WS2 films successfully turned into WO3 without any change in morphology. The film with a thickness of 520 nm has shown the best electrochromic properties and stability performance. The device in Glass/ITO/WO3 (520 nm)/1 M LiClO4 in Propylene carbonate/NiO/ITO/Glass configuration has shown high electrochromic performance. Nano-walled V2O5 film grown at 100°C has shown high electrochromic properties. The film had annealed at 200℃ has shown 97,9% and 92,6% stability at 450 and 700 nm wavelength, respectively after 900 cycles. Results: High-performance electrochromic films and devices were successfully obtained by optimizing the thickness and structural properties of nano-walled WO3 and V2O5 chromogenic materials.
Benzer Tezler
- Yeni nesil ince filmler ile optoelektronik uygulamaların araştırılması
Investigation of optoelectronic applications with novel thin films
MEHMET DENİZ ÇALIŞKAN
Doktora
Türkçe
2014
Bilim ve TeknolojiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞADAN ÖZCAN
- Geçiş metal dikalkojenitlerin süperkapasitör aygıtlarda elektrot olarak kullanılması
Using transition metal dichalcogenides as electrodes in supercapacitor devices
UFUK PERİŞANOĞLU
Doktora
Türkçe
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMRE GÜR
- Metal oksit ince filmlerin saçtırma tekniği ile üretimi karakterizasyonu ve gaz sensörü uygulamalarının araştırılması
Production and characterization of metal oxide thin films by sputtering technique and investigation of gas sensor applications
FATİH ŞENASLAN
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYHAN ÇELİK
- Synthesis of ZnO and Si nanowires for the fabrication of 3rd generation solar cells
Üçüncü nesil güneş pillerinin üretimi için ZnO ve Si nanotellerin sentezlenmesi
ELİF PEKSU
Doktora
İngilizce
2019
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN KARAAĞAÇ
- Deposition of nanocrystallized amorphous silicon thin films by magnetron sputtering
Nanokristalize edilmiş amorf silisyum ince filmlerin magnetron saçtırma yöntemi ile büyütülmesi
ELİF CEYLAN CENGİZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI
DOÇ. DR. OSMAN ÖZTÜRK