Altın (AU) üzerine büyütülen çinko oksit (ZNO) ince filmlerin süperkapasitör özelliklerinin incelenmesi
İnvestigation of supercapacitor properties of zinc oxside thin fiilms grown on gold
- Tez No: 934470
- Danışmanlar: DOÇ. DR. KÜBRA ÇINAR DEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Çinko oksit (ZnO), Altın (Au) altlık, Elektrodepozisyon, Süperkapasitör, Pseudokapasitif davranış, Zinc oxide (ZnO), Gold (Au) substrate, Electrodeposition, Supercapacitor, Pseudocapacitive behavior
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 55
Özet
Amaç: Bu çalışmanın amacı, çinko oksit (ZnO) ince filmlerinin süperkapasitör uygulamaları için potansiyelini değerlendirmek ve elektrokimyasal performanslarını incelemektir. Bu bağlamda, altın (Au) altlık üzerine ZnO ince filmler elektrodepozisyon yöntemiyle üretilerek yapısal, morfolojik, optik ve elektrokimyasal özellikleri analiz edilmiştir. Yöntem: ZnO ince filmleri, -0.9 V'luk katodik potansiyel altında, 3600 saniyelik bir depozisyon süresiyle ve 65°C sıcaklıkta deiyonize su (DI) içinde elektrodepozisyon yöntemiyle üretilmiştir. İnce filmlerin kristal yapısı X-ışını kırınımı (XRD) analizi ile, yüzey morfolojisi ise taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ile incelenmiştir. Optik bant aralığı, optik absorbsiyon ölçümleriyle belirlenmiş ve elektrokimyasal davranış döngüsel voltametri (CV) ve galvanostatik şarj/deşarj (GCD) yöntemleriyle değerlendirilmiştir. Bulgular: XRD analizleri, ZnO ince filmlerinin tek kristal özellikler sergilediğini ve belirgin bir c-eksenine yönelik tercihli bir yönelime sahip olduğunu göstermiştir. SEM ve AFM görüntüleme sonuçları, yüksek gözenekli bir yüzey yapısını ortaya koymuştur. Optik ölçümler, ZnO'nun optik bant aralığının yaklaşık 3.4 eV olduğunu belirlemiştir. Elektrokimyasal analizlerde, CV ölçümleri voltametrik akımda tarama hızına bağlı değişiklikler sergilemiş, GCD grafiklerinde ise doğrusal olmayan özellikler gözlemlenmiştir. Bu bulgular, ZnO'nun pseudokapasitif bir davranış sergilediğini göstermektedir. Sonuçlar: ZnO ince filmleri, üstün gözenekliliği ve geliştirilmiş elektriksel iletkenliği sayesinde süperkapasitör uygulamaları için ideal bir elektrot malzemesi olduğunu kanıtlamaktadır. Çalışma, ZnO'nun enerji depolama teknolojilerinde geniş bir kullanım potansiyeline sahip olduğunu ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Purpose: The aim of this study is to evaluate the potential of zinc oxide (ZnO) thin films for supercapacitor applications and to investigate their electrochemical performance. In this context, ZnO thin films were fabricated on gold (Au) substrates via electrodeposition and their structural, morphological, optical, and electrochemical properties were analyzed. Method: ZnO thin films were fabricated using the electrodeposition method under a cathodic potential of -0.9 V for 3600 seconds at 65°C in deionized water (DI). The crystal structure of the films was examined using X-ray diffraction (XRD), while surface morphology was analyzed with scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). The optical bandgap was determined via optical absorption measurements, and the electrochemical behavior was evaluated using cyclic voltammetry (CV) and galvanostatic charge/discharge (GCD) methods. Findings: XRD analysis revealed that ZnO thin films exhibit single-crystal characteristics with a strong preferential orientation along the c-axis (0002). SEM and AFM imaging showed a highly porous surface structure. Optical measurements determined that the optical bandgap of ZnO was approximately 3.4 eV. Electrochemical analysis indicated variations in voltammetric current with scan rate during CV measurements, while GCD curves exhibited nonlinear features, indicative of pseudocapacitive behavior. These findings confirm the pseudocapacitive nature of ZnO thin films. Conclusions: ZnO thin films demonstrate exceptional performance as electrode materials for supercapacitor applications due to their high porosity and enhanced electrical conductivity. This study highlights ZnO's significant potential in energy storage technologies, paving the way for its broader application in this field.
Benzer Tezler
- Flor(F) katkılı ZnO ince filmlerin büyütülmesi, karakterizasyonu ve güneş pili potansiyeli
Growth and charachterization of F doped ZnO thin films and their solar cell potential
AHMET ÖZMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET YILMAZ
- Two dimensional material based field effect transistor for biosensing applications
Biyoalgılama uygulamaları için iki boyutlu malzeme tabanlı alan etkili transistör
DİLCE İNANÇ
Doktora
İngilizce
2023
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFotonik Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÜMİT HAKAN YILDIZ
PROF. DR. CEM ÇELEBİ
- High temperature superconductor (HTS) thin film device applications for IoT
IoT için yüksek sıcaklık süper iletken (HTS) ince film cihaz uygulamaları
BASSAM MOHAMMED JASIM JASIM
Doktora
İngilizce
2025
Fizik ve Fizik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT KALELİ
- Altın ve gümüş nanopartikülleri ile grafen oksit nanokompozitlerin büyütülmesi ve üretilenAu / AuNPs-GO / n-InP AND Ag / AgNPs-GO / n-InP yapıların elektriksel özelliklerinin sıcaklığa bağlı olarak incelenmesi
Growth of grafen oxide nanocomposites usi̇ng gold and silver nanoparticles and investigation of electrical properties of produced Au / AuNPs-GO / n-InP AND Ag / AgNPs-GO / n-InP structures depend on temperature
CENGİZ AYKAÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BETÜL GÜZELDİR
- Au/-Cu/n-GaAs kontaklarında anodik oksidasyon işleminin karakteristik diyot parametreleri üzerindeki etkileri
The effects of anodic oxidation treatment on characteristic diod parameters of Au-Cu/n-CaAs schottky contact
MEHMET BİBER
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Fizik ve Fizik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ABDÜLMECİT TÜRÜT