Pt katkılı SnO2 nanoyapılarının büyütülmesi ve gaz sensörü geliştirilmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: BURAK KORKMAZ

Danışman: SÜLEYMAN ÖZÇELİK

Özet:

Bu tez çalışmasında, RF magnetron püskürtme tekniği ile farklı güç değerlerinde n-tipi silikon (Si) ve cam alttaşlar üzerine Pt katkılı SnO2 ince filmler biriktirildi. Üretilen ince filmler sırasıyla, CTS110, CTS111 ve CTS112 olarak isimlendirildi. n-tipi Si ve cam alttaşlar üzerine biriktirilen Pt katkılı SnO2 ince filmlerin, yapısal, morfolojik, optik özellikleri incelendi. İnce filmlerin yapısal analizleri x-ışını kırınımı cihazı ile ölçüldü. n-tipi Si üzerine biriktirilen filmlerin amorf yapıda olduğu görüldü. Filmlerin yüzey analizleri Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ölçümleri ile belirlendi ve filmlerin yüzey pürüzlülük değerleri hesaplandı. Cam alttaşlar üzerine biriktirilen Pt katkılı SnO2 numunelerin optik geçirgenlikleri UV-Vis spektrometre ile analiz ölçüldü. Geliştirilen ince filmlerin, CTS110, CTS111 ve CTS112, optik soğurma spektrumundan yasak enerji aralığı değerleri sırasıyla, 3,87 eV, 3,76 eV ve 3,71 eV olarak hesaplandı. Bu değerlerin literatür değerleri ile uyumlu olduğu görüldü. Üretilen ince filmlerden, CTS111 ve CTS112 numunelerinden, Pt katkılı SnO2 bazlı gaz sensörü geliştirilerek, sensörün bütan gazına duyarlılığı ölçüldü. 5 mm x 5 mm boyutunda Al2O3 alttaşlar üzerine fotolitografik teknikle, arka yüzeyine Pt hedef ile RF püskürtme tekniği yardımıyla 1000 nm kalınlıkta ısıtıcı fabrikasyonu yapıldı. Ön yüzeyine ise 500 nm kalınlığında, 50 μm çizgi genişliğinde Pt interdijital elektrotlar oluşturuldu. Elektrotların üzerine 100 nm kalınlıklı Pt katkılı SnO2 filmleri kaplanarak sensörlerin üretimi gerçekleştirildi. 100 ºC ve 300 ºC çalışma sıcaklığında bütan gazı altında sensörlerin gaz algılama özellikleri incelendi. Elde edilen duyarlılık ve tepki süreleri değerlendirildiğinde, üretilen Pt katkılı SnO2 gaz sensörlerinin, uygulamada kullanılabilir olduğu görüldü