Magnetron püskürtme sistemi ile kaplanan bor karbür ince filmlerinin yapısal özelliklerinin incelenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Damla Kübra YAZAN

Danışman: Saime Şebnem Aydın

Özet:

Bor karbür, bor bileşikleri içinde pazar hacmi yüksek olan önemli bir bor ürünü olarak yer almaktadır. Bor karbür ileri teknolojik malzemeler arasında özel bir yere sahiptir. Yüksek sertliği, düşük yoğunluğu, yüksek sıcaklıklara dayanıklılığı ve yüksek nötron yakalama kapasitesi özellikleriyle birçok askeri ve sivil alanlarda kullanım alanı bulmaktadır. Sert ve hafif olması sebebiyle zırhlı muharebe araç zırhlarının güçlendirilmesinde kullanılır. Askeri alanda kullanılan uçak ve helikopterlerin mekanik bölümleri ve bu alanlarda çalışan kişilerin korunmasına yönelik zırhlandırılmasında yaygın bir şekilde kullanım alanı bulmaktadır. Literatür incelendiğinde bor karbürün ince film formunda detaylı olarak çalışılmadığı görülmüştür. Bor karbür, püskürtme gibi atomik düzeyde kaplamanın uygulandığı ince film kaplama yöntemleriyle az çalışılmış malzemeler arasındadır. Bu tez çalışmasının amacı, kaplama parametrelerinin elde edilen bor karbür ince filmlerin yapısal, morfolojik ve optik özelliklerine olan etkilerini incelemektir. Bu tez çalışmasında, oda sıcaklığında, 250 C ve 450 C olmak üzere üç farklı alttaş sıcaklığında ve dört farklı kalınlık değerinde eş püskürtme tekniği ile n-Si ve cam alttaşlar üzerine bor karbür ince filmler kaplandı. Tavlama sıcaklığının ince filmlerde oluşturduğu etkiyi gözlemlemek amacıyla üretilen ince filmler 1000 C tavlandı. Üretilen bor karbür ince filmlerin yapısal, morfolojik, optik özellikleri XRD, AFM, FTIR spektrometresi ve UV-Vis spektrometresi kullanılarak belirlendi. Bor karbür filmlerin amorf yapıya sahip olduğu gözlendi. Alttaş sıcaklığının artmasıyla birlikte ince filmlerin optik geçirgenliğinin %55 'lerden %80 'lere artmış olduğu görüldü. Oda sıcaklığında kaplanan 150 nm kalınlıklı film N-1, 250 C de kaplanan 75 nm kalınlıklı film N-2, 450 C kaplanan 100 nm kalınlık film N-3 ve 450 C kaplanan film 200 nm kalınlıklı film N-4 olarak adlandırıldı ve bu numunelerinin sırasıyla yasak bant enerji aralığı değerleri yaklaşık olarak 3,80 eV, 3,75 eV, 3,75 eV ve 3,65 eV bulundu.

Anahtar Kelimeler : Bor karbür, püskürtme sistemi, ince film