Farklı azot akış hızına sahip ortamlarda ısıl işlem uygulanmış ultrasonik sprey piroliz yöntemiyle oluşturulan sn-katkılı indiyum oksit ince filmlerin fiziksel ve optik özelliklerinin incelenmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2018
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MURAT KOÇ
Eş Danışman: Murat KALELİ
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tezde, ultrasonik sprey piroliz yöntemi ile 300 °C'deki cam altlıklar üzerine kalay katkılı indiyum oksit (ITO) ince filmler kaplanmıştır. 20, 40 ve 60 dakikalık üç farklı püskürtme süresi ile üretilen ITO ince film örneklerin bir kısmı 475 °C' de atmosfer ortamında, bir kısmı da farklı azot akış hızlarına sahip ortamda ısıl işleme tabi tutulmuştur. Örneklerin kristal yapıları, yüzey morfolojileri, elektrik ve optik özellikleri sırasıyla, X-Işını Kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), atomik kuvvet mikroskobu (AFM), Hall etkisi ve UV-Vis spektrometre ölçümleri ile belirlendi. XRD ölçümleri, tüm örneklerin baskın şekilde (222) düzleminde oluşan kübik kristal yapıya sahip olduklarını ortaya koymaktadır. Bununla beraber, örneklerin tavlama işlemi ile kristal yapılarının iyileştiği görülmüştür. Kristal yapıdaki iyileşmenin, örneklerin farklı azot akış hızlarına sahip ortamda tavlanması ile biraz daha arttığı görülmektedir. SEM ve AFM ölçümleri üretilen tüm ITO ince filmlerin homojen bir yüzey yapısına sahip olduklarını ortaya koymuştur. 475 °C' de tavlanan ITO örneğinin sıcaklık bağımlı Hall deneyi ölçümleri, ITO örneğinin Hall parametrelerinin sıcaklıkla değişmediğini göstermiştir. Hall parametreleri sıcaklıkla değişmediği için diğer Hall deneyleri oda koşullarında yapılmıştır. Diğer taraftan, ITO ince filmlerin kalınlığının değişmesiyle Hall parametrelerinin değiştiği görülmüştür. Hall deneyinin ortaya koyduğu en önemli ikinci sonuç, tavlama esnasında azot akış hızının artmasıyla örneklerin direnç değerlerinin azalmasıdır. UV-VIS spektrometresi ölçümleri ile elde edilen veriler kullanılmak suretiyle ITO ince film örneklerinin yasak enerji aralıkları, Eg, hesaplanmıştır. Buna göre, tavlanmamış ve kalınlığı 1,375 m olan ITO ince film için yasak enerji aralığı, Eg, 3,35 eV iken, kalınlığı 1,845 μm olan en kalın film için yasak enerji aralığı,Eg, 3,10 eV olarak bulunmuştur. Filmlerin yasak enerji aralık değerlerinin, ince filmin kalınlığı arttıkça azalması anlamına gelmektedir. Bu sonuç, azot ortamında tavlanmış örneklerle de uyum içindedir. Ayrıca, kalınlıkları 1 μm olan ve 475 °C' de sırasıyla atmosfer ortamında, 150 ve 250 L/saat akış hızına sahip azot ortamında tavlanmış ITO ince film örneklerinin yasak enerji aralık değerleri, Eg, 3,30, 3,25 ve 3,19 eV olarak bulunmuştur. Deney sonuçları, filmlerin kalınlıklarının ve tavlama sırasındaki azot akış hızının ITO ince filmlerinin karakteristik özellikleri üzerinde önemli etkilerinin olduğunu göstermiştir.