Structural, optical and electrical properties of ce-doped zno films produced by silar method
Sılar yöntemiyle üretilen ce katkılı zno filmlerin yapısal, optik ve elektriksel özellikleri
- Tez No: 957527
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BEGÜM ÜNVEROĞLU ABDİOĞLU, DR. ÖĞR. ÜYESİ SEZEN TEKİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Physics and Physics Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Cerium (Ce)-Doped ZnO film, The doping amount influence, SILAR, Structural analyses, Linear optical properties, Electrical Characteristics, Seryum (Ce)-Katkılanmış ZnO filmi, Katkılama miktarının etkisi, SILAR, Yapısal analizler, Doğrusal optik özellikler, Elektriksel özellikler
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 70
Özet
ZnO is used in many different applications, e.g. as photocatalysts, gas sensors, solar cells, optoelectronic devices, light-emitting diodes, laser diodes, photodetectors and biosensors. Doping with suitable elements is a widely used method to improve and control the structural, optical and electrical properties of ZnO material. In this study, undoped ZnO and Ce:ZnO thin films (2%, 4% and 6%) were prepared using the Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction (SILAR) method and the structural, morphological, optical and electrical properties of the prepared films were characterized. X-ray diffraction analysis revealed that all nanostructures have a hexagonal wurtzite crystal structure. Energy dispersive X-ray spectroscopy confirmed the presence of the elements zinc, oxygen and cerium in the nanostructures. Raman analysis revealed that the spectra of ZnO red), Ce2:ZnO (blue), Ce4:ZnO(green) and Ce6:ZnO (purple) show the characteristic E2 mode (high) at slightly different wavelengths. The blue and red shifts are achieved by adding foreign atoms to the main cell structure in Raman spectroscopy analysis. Using UV-Vis spectroscopy, it was found that cerium doping causes changes in absorbance and transmittance values. Depending on the doping rate, changes occurred at the absorption edge and a red shift to higher wavelengths was observed with increasing doping rate. When examining the electrical characterization of the samples, it was found that the resistance values changed depending on the doping rate. In comparison to undoped ZnO, a decrease in the resistance values was initially observed at 2 % and 4 % doping rate. Later, however, at a doping rate of 6, an increase in the resistance values was observed again. The optimum doping ratio was found to be 4%. Examination of the properties of the films produced by Ce doping indicates that they could be good candidates for potential applications in optical or electrical devices.
Özet (Çeviri)
ZnO, fotokatalizörlerdeki, gaz sensörleri, güneş pilleri, optoelektronik cihazlar, ışık yayan diyotlar, lazer diyotlar, fotodedektör ve biyosensör gibi birçok farklı uygulama alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Uygun elementlerle katkılama, ZnO malzemesinin yapısal, optik ve elektriksel özelliklerini geliştirmek ve kontrol etmek için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Bu tez çalışmasında SILAR metot ile katkısız ZnO ve Ce:ZnO (% 2, % 4 ve % 6) ince filmleri üretildi ve üretilen filmlerin yapısal, morfolojik, optiksel ve elektriksel özellikleri belirlendi. Xışını kırınım analizlerinde tüm nanoyapıların altıgen wurtzite kristal yapısına sahip olduğu görüldü. Enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi, nanoyapılardaki çinko, oksijen ve seryum elementlerinin varlığı doğrulanmıştır. Raman spektroskopi analizi incelendiğinde, ZnO (kırmızı), Ce2:ZnO (mavi), Ce4:ZnO (yeşil) ve Ce6:ZnO (mor) numunelerine karşılık gelen spektrumlar, biraz farklı dalga boylarında karakteristik E2(yüksek) modunu gösterdiği rapor edildi. Mavi ve kırmızı kaymalar, Raman analizinde ana birim hücre yapısına yabancı atomlar eklenerek elde edilir. UV-Vis spektroskopisi yardımı ile, Seryum katkısının, absorbans ve geçirgenlik değerlerinin değişime yol açtığı gözlendi. Doping oranına bağlı olarak, emilim kenarında değişiklikler meydana geldi ve artan katkılama oranı ile daha yüksek dalga boylarına doğru kırmızı kayma gözlemlendi. Örneklerin elektriksel karakterizasyonu incelendiğinde katkı oranına bağlı olarak direnç değerlerinde değişimler olduğu gözlendi. Katkısız ZnO'ya kıyasla ilk olarak %2 ve %4 katkı oranlarında direnç değerlerinde düşme olduğu gözlendi. Ancak daha sonra % 6 katkı oranına gelindiği zaman tekrar direnç değerlerinde artış olduğu görüldü. Optimal katkı oranının % 4 olduğu tespit edildi. Ce katkılaması yoluyla üretilen filmlerin özellikleri incelendiği zaman optik veya elektriksel cihazlarda var olabilecek potansiyel uygulamaları için iyi bir aday olabileceğine ışık tutmaktadır.
Benzer Tezler
- Ce katkılı ZnO filmlerinin elde edilmesi, fiziksel karakterizasyonu ve aygıt uygulamaları
Characterization, deposition of the ce doped ZnO films and its device application
FATMA ÜNÜGÜR SAKARYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiKatıhal Fiziği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASEMİN ÇAĞLAR
- Ce katkılı ZnO/Si heteroekleminin üretimi ve ara yüzeyde oluşan kusur seviyelerinin incelenmesi
Fabrication of Ce doped ZnO/Si heterojunction and investigation of the defects at the interface
HALİM ONUR ÖZTEL
Doktora
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NAMIK AKÇAY
- Nadir toprak elementi katkılı TiO2 ince filmlerinin karakterizasyonu
Characterization of rare earth elements doped TiO2 thin films
GAMZE BALYACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NALAN ÇİÇEK BEZİR
- Antiferroelektrik seramiklerin yüksek enerji yoğunluğuna sahip kapasitör ve elektrokalorik uygulamalar için incelenmesi
Investigation of antiferroelectric ceramics for high energy density capacitor and electrocaloric applications
NAMIK KEMAL GÖZÜAÇIK
Doktora
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDAT ALKOY
- Isı yalıtımı uygulamaları için cam nanolif üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of glass nanofibers for thermal insulation applications
AHSEN ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SADRİYE OSKAY