Magnetron saçtırma tekniği ile alümina seramik üzeri metalizasyon amaçlı ince film üretimi ve incelenmesi
Production and investigation of thin film on alumina ceramic for metalization using magnetron sputtering technique
- Tez No: 895547
- Danışmanlar: PROF. DR. ABİDİN KILIÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Magnetron saçtırma, İnce film, Alümina seramik, Fiziksel özellikler, Fiziksel buhar biriktirme, Magnetron sputtering, Thin film, Alümina ceramic, Physical properties, Physical vapor deposition
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Yüksek Enerji ve Plazma Fiziği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 65
Özet
Metal türü elementler, tarihte her zaman ilgi çekici malzemeler arasında yer almıştır. Bu elementler, sergiledikleri üstün fiziksel, kimyasal ve elektrokimyasal özellikler nedeniyle çeşitli uygulama alanlarında kullanılmaktadır. Bu nedenle, bu tez çalışmasında titanyum (Ti), gümüş (Ag) ve bakır (Cu) gibi metal malzemeler, ince film olarak alümina (Al2O3) üzerine magnetron püskürtme tekniği kullanılarak üretilmiştir. Yüzeysel ölçümler sonucunda, katmanlı yapının pürüzlülük değerlerinin yüksek olduğu belirlenmiştir. Bu durum, seramik alt tabakaların yüzeyindeki pürüzlülükten kaynaklanmaktadır. Üretilen ince filmlerin pürüzlülük değeri (Rq) ise nanometre mertebesindedir. Bu sonuç, kullanılan kaplama yöntemi ile metal filmlerde nano mertebesinde yüzeyler elde edilebildiğini ispatlamaktadır. FESEM görüntülerinde, metal yüzeylerde herhangi bir çatlak görülmemektedir. Bu sonuç, kullanılan katman ve kaplama tekniğinin uygun ve başarılı olduğunu göstermektedir. Ancak, FESEM görüntülerinde yüzeyin gözenekli olduğu ve çok sayıda pik ve çukur bulunduğu gözlemlenmiştir. Üretilen katmanlı ince filmlerin Raman ölçümü sonrasında elde edilen pikler, bakır malzemesine aittir. Üretilen filmlerin inceliğinden dolayı, Raman desenlerindeki bazı pikler gümüşten kaynaklanmıştır. Raman spektrumu sonucunda piklerin şiddeti azalmıştır. Bu araştırmada kaplanan yapılardan elde edilen Raman desenlerinde pik merkezlerinde kayma gözlemlenmiştir. Bu kaymanın nedeni, kaplama sırasında ve alt katmanlardan kaynaklanan stres veya kusurlardır. Literatüre göre bu kayma, üretilen filmlerin ortalama tane boyut farkından kaynaklanabilir. Bakır filmin ortalama tane boyutunun azalması, x-ekseninde dalga sayısının daha yüksek değerlere doğru kaymasına veya kırmızı kayma (red shift) olarak adlandırılan olaya yol açmıştır. Red shift olayı, yüzeyin gözenekli olması ve kaplama sırasında oluşan çeşitli kusurların yoğunluğu ile ilişkilendirilebilir. Bu olay, nano boyutta çeşitli araştırmacılar tarafından raporlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Metallic elements have always been intriguing materials throughout history. Due to their superior physical, chemical, and electrochemical properties, these elements are used in various application areas. Therefore, in this thesis, metal materials such as titanium (Ti), silver (Ag), and copper (Cu) were produced as thin films on alümina (Al2O3) using the magnetron sputtering technique. Surface measurements revealed that the layered structure's roughness values were high. This situation is attributed to the roughness of the ceramic substrates. The roughness value (Rq) of the produced thin films is in the nanometer range. This result demonstrates that the coating method can achieve nanometer-scale surfaces in metal films. No cracks were observed on the metal surfaces in FESEM images, which indicates that the layer and coating technique used is appropriate and successful. However, the images also showed that the surface is porous and contains numerous peaks and valleys. The peaks obtained from the Raman measurements of the produced layered thin films belong to the copper material. Due to the thinness of the produced films, some peaks in the Raman patterns originated from silver. The intensity of the peaks decreased as a result of the Raman spectrum. In this study, shifts were observed in the peak centers of the Raman patterns obtained from the coated structures. This shift is due to stress or defects arising during coating and from the underlying layers. According to the literature, this shift can be attributed to differences in the average grain size of the produced films. The decrease in the average grain size of the copper film caused a shift in the wave number on the x-axis towards higher values, known as the redshift. The red shift phenomenon can be explained by the porosity of the surface and the density of various defects formed during coating. This phenomenon has been reported by multiple researchers at the nano-scale.
Benzer Tezler
- Synthesizing germanium and silicon nanocrystals embedded in silicon dioxide by magnetron sputtering deposition technique
Magnetron saçtırma tekniği ile silisyum dioksit içerisinde silisyum ve germanyum nanokristallerin sentezlemesi
ARİF SİNAN ALAGÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Magnetron saçtırma tekniği ile büyütülen MoS2 ince filmlerin optik karakterizasyonu
Optical characterisation od MoS2 thin films grown by magnetron sputter
HÜRGÜL CENGİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EDA GOLDENBERG
- RF magnetron saçtırma tekniği ile üretilen çinko oksit ve galyum katkılı çinko oksit ince filmlerin fiziksel özelliklerinin karşılaştırılması
Comparison of the physical properties of zinc oxide and gallium doped zinc oxide thin films sputtered by RF magnetron technique
MURAT DELİORMANLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiTekirdağ Namık Kemal ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADİR ERTÜRK
DR. ÖĞR. ÜYESİ MAKBULE TERLEMEZOĞLU BİLMİŞ
- RF magnetron saçtırma tekniği ile AISI440C çeliğe yapılan ara tabakasız ve ara tabakalı MoS2 ince film kaplamaların tribolojik özelliklerinin incelenmesi
Determination of the tribological properties of the coatings of non-interlayered and interlayered MoS2 thin film coatings on AISI440C steel substrate by RF magnetron sputtering technique
MEHMET POYRAZ
Doktora
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RECAİ FATİH TUNAY
- 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