METAL KATKILI TiO2 İNCE FİLMLERİN GELİŞTİRİLMESİ VE SENSÖR UYGULAMALARI


Tezin Türü: Doktora

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

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: BUSE CÖMERT SERTEL

Danışman: SÜLEYMAN ÖZÇELİK

Özet:

Bu tez çalışmasında, TiO2 ince filmlerin üretilmesi ve geliştirilebilirliği ile sensör algılama performansının arttırılması hedeflenmiştir. Bu kapsamda propan gazını tespit etme yeteneğine sahip gaz sensörü geliştirmek amacı ile aktif katman olarak tasarlanan katkılı TiO2 ince filmlerinin üretimi ve optimize çalışmaları eş-püskürtme sistemi kullanılarak gerçekleştirildi. Mg katkılı TiO2 ince filmleri n-Si ve cam alttaşlar üzerine eş-püskürtme tekniği ile farklı iki hedef malzeme eş zamanlı kullanılarak elde edildi. Bu teknikle farklı alttaş sıcaklıklarına sahip Mg:TiO2 ince filmleri n-Si ve cam alttaşlar üzerine kaplandı. Tez kapsamında elde edilen Mg katkılı TiO2 ince filmlere yapılan yoğun Ar-Ge çalışmalarının yanı sıra eş-püskürtme yöntemi ile farklı konsantrasyonlarda Cr katkılama yapılarak Cr:TiO2 ince film kaplamaları da başarıyla gerçekleştirildi. Üretilen Mg:TiO2 ve Cr:TiO2 ince filmlerinin yapısal, morfolojik ve optik özellikleri araştırıldı. Gaz sensörleri, 5x5 mm2’lik aktif alana sahip olacak şekilde interdijital elektrot tasarımıyla üretildi. Kristal kalitesi yüksek ve düzgün morfolojiye sahip Mg:TiO2 ve Cr:TiO2 ince filmleri interdijital elektrotlar üzerine kaplanarak gaz sensörü prototipleri elde edildi. Tez çalışmasının son aşaması olarak, yüksek duyarlılığa sahip gaz sensörleri için gaz tepkisi, hassasiyet, tepki ve iyileşme süresi gibi önemli sensör parametreleri tartışıldı. Araştırmalar sonucunda, gaz sensörü aktif katmanı olarak geliştirilen Mg ve Cr katkılı TiO2 ince filmlerinin gaz sensörü üretmek için potansiyel bir aday olduğu kanıtlandı. Ayrıca bu tezin, ince film teknolojisine dayalı gaz sensörü geliştirilmesinde, aygıt üretim süreçlerinin optimizasyonu ve gaz sensörü tasarım başarısı ile ülkemiz adına öncü nitelikte olduğu düşünülmektedir