Al Katkılı ZnO Malzemelerin Üretilmesi ve Özelliklerinin İncelenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Fizik, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2025

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: MARIAM CHARI

Danışman: Handan Engin Kırımlı

Özet:

Bu çalışmada, katkısız ZnO ve farklı oranlarda Al katkılı ZnO (AZO) ince filmleri sol-jel spin-kaplama yöntemi ile cam alt tabakalar üzerinde hazırlanmıştır. Filmlerin yapısal özellikleri, morfolojisi ve optik özellikleri üzerindeki etkilerini görmek için başlangıç öncü konsantrasyonu, %1, %3, %5 ve %7 oranında Al katkılanarak değiştirilmiştir. Filmler UV-vis geçirgenlik ölçümleri, X-ışını kırınımı (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM-EDS) ile karakterize edildi. Ayrıca temas açısı cihazıyla sol-jel spin kaplama tekniği ile üretilen ZnO ve AZO ince filmler analiz edildi. XRD ölçümleri, elde edilen tüm filmlerin hekzagonal yapıya sahip polikristalin olduğunu ortaya koydu. Hazırlanan katkısız ve katkılı ZnO ince filmlerin yasak enerji band aralığını belirlemek için soğrulma ölçümleri alındı. ZnO ve AZO ince filmlerin soğurma spektrumu özellikle 300-400 nm UV bölgesinde Al içeriği ile önemli ölçüde değişmektedir. Tüm filmler, %85-95 değerlerinde görünür aralıkta (400-800 nm) yüksek geçirgenliğe sahiptir. Tüm filmlerin optik bant aralığı, dalga boyuna bağlı olarak optik soğurulma ölçülerek incelendi ve 3,2-3,3 eV arasında olduğu bulundu. Ayrıca ince filmlerin yüzey morfolojisi hakkında ayrıntılı bir anlayış elde etmek için SEM analizi yapıldı.  Elementel kompozisyonu EDS ile incelendi. Al katkılı ZnO'nun SEM görüntüsü katkısız ZnO'ya kıyasla daha homojen ve daha pürüzsüz bir yapı ortaya koymaktadır. Yüzey morfolojisi (pürüzlülük) için SEM analizlerini desteklemek amacıyla yüzey temas ölçümleri belirlendi. Temas açısındaki değişim, filmin yüzey pürüzlülüğündeki artışı veya azalışı göstermektedir. Sonuçlar SEM görüntüleri ile tutarlıdır.