Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Baktiyar Soltabayev
Danışman: SELİM ACAR
Özet:İnsan nefesinde belirli bir konsantrasyonun üzerindeki varlığı astım hastalığını işaret eden NO gazı ayrıca yanma sonucunda açığa çıkan hava kirliliğine en çok neden olan zararlı gazlardan biridir. Bu önemli iki sebepten dolayı bu tez çalışmasında, düşük seviyede NO gaz konsantrasyonlarını algılayabilecek gaz sensörleri geliştirildi. Gaz sensörü olarak iki farklı seride metal oksit yarıiletken yapılar büyütüldü ve karakterizasyonları yapıldı. Katkı metalinin ve oranının gaz algılama özellikleri üzerindeki etkisini inceleyebilmek ve eniyileme yapabilmek için farklı konsantrasyonlarda nikel ile katkılanan ZnO (Zn1-xNixO) ve indiyum ile katkılanan ZnO (Zn1-xInxO) yapıları Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction (SILAR) metodu ile büyütüldü. Büyütülen sensörler 300 °C sıcaklıkta azot gazı ortamında tavlandı. Üretilen ince filmlerin yapısal ve morfolojik özellikleri X-ışını Kırınım Cihazı (XRD), Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM), Taramalı Elektron Mikroskopu (SEM) ve Optik Soğurma ile incelendi. X-ışını kırınım desenlerinden, üretilen sensörlerin indiyum ve nikel konsantrasyon oranı değiştikçe amorf yapıdan polikristal yapısına gittiği belirlendi. SEM görüntülerinden katkı konsantrasyonuna bağlı olarak üretilerin sensörlerin morfolojik özelliklerinin değiştiği gözlendi. AFM görüntülerinden üretilen sensörlerin (RMS) yüzey pürüzlülüğünün indiyum katkılaması ile azaldığı görüldü. Optik soğurma ölçümlerinden katkılama oranı arttıkça yasak enerji aralıklarında değişim gözlendi. Ayrıca 27-250 °C sıcaklık aralığında, 20 Hz 1,5 MHz frekans aralığında empedans ölçümleri yapıldı. Üretilen Zn1-xNixO yapıların gaz sensörü olarak çalışma sıcaklığının belirlenmesi için 30-140 °C sıcaklık aralığında, Zn1-xInxO sensörlerin ise 30-187 °C sıcaklık aralığında gaz algılama ölçümleri yapıldı. Zn1-xNixO yapıların optimum çalışma sıcaklığı 85 °C olarak, Zn1-xInxO yapıların ise 167 °C olarak belirlendi. Her iki seri sensörler için optimum çalışma sıcaklıklarında farklı gaz konsantrasyonlarında gaz algılama ölçümleri yapıldı. Üretilen sensörlerin 20 ve 100 ppb NO gaz konsantrasyonuna karşı duyarlılık gösterdiği görüldü. Üretilen sensörler içerisinde en yüksek duyarlılık Ni katkılı ZnO numunelerin içinde Zn0,75Ni0,25O nikel katkılı sensöründe, In katkılı ZnO numunelerinde ise IZO-3 indiyum katkılı sensöründe elde edildi. Bu tez çalışmasında astım hastalığının tayininde kullanılan düşük seviyede NO gaz konsantrasyonlarını algılayabilecek gaz sensörleri geliştirildi