İnce filmler
Bu konu başlığı altında 85 tez
Tandem perovskit foto-elektrokimyasal güneş pilleri için elektron ve boşluk taşıyıcı tabakaların geliştirilmesi
Günümüzde teorik verim limitlerine yaklaşmış olan tekli yapıdaki güneş pillerinin verimlerinin arttırılması ve gelen güneş ışığından daha fazla faydalanabilmesi adına tandem yapı olarak adlandırılan ikili güneş pilli mimarisi geliştirilmiştir. Bu yapılar ile farklı yasak enerji bant aralığına sahip iki ayrı güneş pili birleştirilerek farklı dalga boylarındaki ışık soğurulabilmekte ve böylelikle daha fazla verim elde edilmektedir. Foto-elektrokimyasal güneş pilleri ise gelen güneş ışığından faydalanarak suyun ayrıştırılması ile hidrojen elde edilen sistemlerdir. Bu anlamda hidrojen eldesi sırasında daha fazla akım üretmek adına tandem yapılarda kullanılmaktadır. Elektron taşıyıcı, perovskit ve boşluk taşıyıcı katmanlardan oluşan perovskit güneş pilleri bu anlamda tandem yapılar için ideal konuma gelmektedirler. Perovskit malzemeler, inorganik-organik hibrit yapıda üretilebilen, kolay üretim yöntemleri ile ince filmleri oluşturulan, yüksek soğurma katsayısına ve kontrol edilebilir yasak bölge enerji aralığına sahip olan yarıiletkenlerdir. Genellikle perovskit tabaka, elektron ve boşluk taşıyıcı katmanlar arasına yerleştirildiği sandviç yapı adı verilen güneş pili yapısı tercih edilmektedir. Bu yüzden elektron ve boşluk taşıyıcı katmanların opto-elektronik özellikleri total pil verimine önemli ölçüde etki etmektedir. Elektron taşıyıcı tabaka olarak n-tipi, boşluk taşıyıcı tabaka olarak ise p-tipi malzemeler kullanılmaktadır. Bu katmanlar sayesinde sandviç yapının ortasında yer alan perovskit malzemede ışık etkileşimiyle oluşan elektron-boşluk çifleri birbirinden ayırılarak elektron ve boşluk taşıyıcı tabakalara difüz etmesiyle ve rekombine olma süreleri uzamaktadır. Bu da pil performansına olumlu yönde katkı sağlamaktadır. Literatürde elektron taşıyıcı tabaka olarak TiO2, oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu bağlamda hazırlanan tez kapsamında elektron taşıyıcı tabaka olarak TiO2'e kıyasla daha kolay ve maliyet etkin üretim yöntemlerine sahip olan çevre dostu malzeme olan ZnO kullanılması konusu araştırılmıştır. ZnO elektron taşıyıcı tabaka, kimyasal banyo yöntemi ile üretilerek farklı morfolojilerde ince filmler elde edilmiş ve bu morfolojilerin performans kıyasları yapılmıştır. Üretilen ZnO nano çiçek nano yapılı güneş pilinin performansın iyileştirilmesi amacıyla kimyasal banyo solüsyonun pH optimizasyonu yapılmıştır. Perovskit tabaka olarak kararlılığı yüksek olan tamamen inorganik yapıdaki CsPbBr3 kullanılmıştır. Diğer katmanların pil performansına etkisi araştırılması adına perovskit katman sabit tutulmuştur. Boşluk taşıyıcı tabaka olarak ise CuI ve karbon ince film kullanılmıştır.
Ultrasonik sprey piroliz yöntemiyle farklı alttaş sıcaklıklarında üretilen nio ince filmlerin karakterizasyonu
Bu çalışmada, farklı alttaş sıcaklıklarında ultrasonik sprey piroliz yöntemi kullanılarak üretilen NiO ince filmlerin karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Ultrasonik sprey piroliz yöntemi, NiO ince filmlerin üretimi için etkili bir yöntem olarak bilinmektedir. Araştırmanın amacı, bu filmlerin yapısal, morfolojik ve elektro-optik özelliklerini ayrıntılı bir şekilde analiz etmek ve alttaş sıcaklığının bu özellikler üzerindeki etkisini belirlemektir. Çalışma kapsamında, 250 °C ile 400 °C arasında değişen alttaş sıcaklıklarında NiO ince filmler üretilmiştir. Filmlerin; X-ışını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve ultraviyole-görünür-yakın kızılaltı spektroskopisi gibi çeşitli karakterizasyon teknikleri ile yapısal, morfolojik ve elektro-optik analizleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizler alttaş sıcaklığının artmasıyla NiO ince filmlerin yapısal özelliklerini etkilediğini göstermiştir. SEM görüntülerinden düşük alttaş sıcaklıklarında film yüzeylerinin daha pürüzsüz olduğu belirlenmiştir. Band aralığı değerleri 3.50 eV ile 3.70 eV arasında belirlenmiştir. ITO (Indiyum Kalay Oksit) üzerine farklı alttaş sıcaklıklarında biriktirilen NiO ince filmler kullanılarak ITO/NiO/P3HT:PCBM/Al organik güneş pilleri üretilmiştir. En yüksek güç dönüşüm verimi 250 °C'de biriktirilen NiO filmler için %1.3*10^-3 olarak elde edilmiştir. Şampiyon hücrenin; açık devre gerilimi, kısa devre akım yoğunluğu ve dolum çarpanı sırasıyla 0.16 V, 37.46 uA/cm2 ve %21.52 olarak bulunmuştur. Bu çalışma, ultrasonik sprey piroliz yöntemi kullanılarak farklı alttaş sıcaklıklarında üretilen NiO ince filmlerin özelliklerine ilişkin değerli bilgiler içermektedir. Bu bulgular, sensörler, güneş pilleri ve şeffaf iletken elektrotlar gibi çeşitli uygulamalar için NiO ince filmlerinin geliştirilmesine katkı sağlayacaktır.
Sb2Se3 ince filmlerinin sülfürizasyonu ile üretilen Sb2(S,Se)3 soğurucu katmanlarının karakterizasyonu
Antimon triselenid (Sb2Se3), günümüzde büyük ilgi gören inorganik yarı iletkenler arasında en umut verici soğurucu malzeme seçeneklerinden biridir. Ancak, Sb2Se3 güneş hücreleri için kaydedilen en yüksek verimlilik değerleri hala ideal değerden daha düşüktür. Cihaz performansını artırmak için Antimon selenosülfid (Sb2(SxSe1-x)3) bir seçenektir çünkü alaşımlı Sb2(SxSe1-x)3 'ün bant aralığı ve bant konumu gibi bazı özellikleri bileşime bağlıdır. Bu çalışmada, Sb2(SxSe1-x)3 ince filmlerin büyütülmesi için iki aşamalı bir yöntem kullanılmıştır. İlk aşamada, doğru akım (DC) mıknatıssal saçtırma tekniği kullanılarak soda kireç camı (SLG) altlıkları üzerine Sb2Se3 ince filmleri biriktirilmiştir. İkinci aşamada, Sb2(SxSe1-x)3 ince filmler elde etmek için Sb2Se3 ince filmler kuvars ampulde sülfürleme işlemine tabi tutulmuştur. Karakterizasyon sonuçları, sunulan yöntemle büyütülen Sb2(SxSe1-x)3 ince filmlerinin morfolojik, optik ve yapısal özelliklerinin, sülfürleme sırasında kullanılan sülfür tozu miktarlarına büyük ölçüde bağlı olduğunu göstermiştir. Sülfürün ayarlanmasıyla fotovoltaik uygulamalar için uygun bant aralığına, uygun yönlendirmeye ve kompakt morfolojiye sahip Sb2(SxSe1-x)3 soğurucu malzemeler elde edilebilir. Yukarıda bahsedildiği gibi, alaşımlı Sb2(SxSe1-x)3'ün bileşimsel manipülasyonu, Sb2(SxSe1- x)3'teki Se oranını basitçe artırarak veya azaltarak ISC veya VOC'yi iyileştirme fırsatı sunar. Bu açıdan detaylı optimizasyon ile maksimum verimlilik elde edilebilir. Ancak bu yaklaşım, bant aralığı azalmasının bir sonucu olarak ISC'deki iyileştirmeye VOC kaybının eşlik ettiği veya bunun tersi olduğu bir ikilemle karşı karşıyadır. Kademeli yapıya sahip güneş hücrelerinin, ISC ve VOC arasındaki bu ikilemi önleyebilir. Bu çalışmada, kademeli bileşime sahip Sb2(SxSe1-x)3 ince filmleri üretmek için kolay ve etkili bir yöntem sunarak, üretilen ince filmlerin özellikleri incelenmiştir. Kademeli bileşime sahip Sb2(SxSe1-x)3 ince filmini üretmek amacıyla mıknatıssal saçtırma tekniği ile üretilen Sb2Se3 filmlerinin üzerine hidrotermal biriktirme yöntemi ile Sb2S3 ince filmleri büyütülerek üretilen yapı ısıl işleme tabi tutulmuştur. Analiz sonuçları, çalışmamızda üretilen kademeli bileşime sahip Sb2(SxSe1-x)3 ince filmlerin yüksek verimliliğe sahip güneş hücreleri elde etmek için potansiyel bir aday olduğunu göstermiştir.
Fotovoltaik uygulamalar için alkali metal katkılı (Li, Na) ZnO ince filmlerin sentezi ve karakterizasyonu
Bu tez çalışmasında katkısız ve alkali metal (Li, Na) katkılı ZnO yarıiletken ince filmler çözelti metodu kullanılarak elde edildi. Li ve Na metallerinin molar oranlarının ZnO ince filmlerin fiziksel özellikleri üzerinde etkisi X-ışınları kırınımı analizi (XRD), UV-Vis Spektrometresi, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) and Hall Effect ölçüm sistemi kullanılarak incelenmiştir. Geniş band yapılı ZnO yarıiletkeni (002) tercihli yönelime sahip hekzagonal polikristal yapılı bir yarıiletkendir. Na katkısının ZnO yarıiletkenin kristal yapısını bozduğu gözlenmiş iken Li katkısının kristal yapıyı güçlendirdiği gözlemlenmiştir. Yüzey analizleri XRDsonuçlarını desteklemektedir. Yine Li katkılı ZnO ince filmlerin geçirgenlik spektrumunda görünür bölgede ışığı daha fazla geçirdiği gözlemlenmiştir. Elektriksel ölçümler sonucunda Li katkılı ile birlikte ZnO ince filmlerin taşıyıcı yük yoğunluklarında artış meydana geldiği gözlemlenmiştir.
Katkılı ince filmlerin gama radyasyon zayıflatma davranışlarının belirlenmesi
Günümüzde teknolojinin gelişmesiyle birlikte bilişim, malzeme bilimi, ekipman geliştirme, radyasyondan korunma alanlarında bir çok iyileştirme meydana gelmektedir. Bu gelişmelerle birlikte teknolojik yeni tasarımlar oluşturmak, bir noktada insan sağlığını önemli ölçüde korumaktadır. Bu tasarımlardan bazıları da günümüzde enerji, bilim ve sağlık sektörlerinde kullanılan radyasyonun insanlar üzerindeki olumsuz etkilerini minimize etmektedir. Örneğin; radyasyon kaynaklarının kullanıldığı radyoloji veya nükleer tıp gibi sağlık birimlerinde çalışanların ve hastaların maruz kaldığı gereksiz radyasyonun etkilerini minimize etmek için bazı koruyucu ekipmanlar tasarlanmıştır. Bu ekipmanlarda cam formunda bulunan gözlükler de koruyucu ekipmanlardan biridir. Radyasyona duyarlı olan göz merceklerinin korunması büyük önem arz etmektedir ve bu doğrultuda her geçen gün koruyuculuğu daha iyi olabilecek yeni cam formları denenmektedir. Tercih edilen bileşik, ince film olarak tasarlandı samaryum ve bor %5, %10 ve %20 oranlarında katkılandı. Bu çalışmada farklı oranlara sahip indiyumoksit (In2O3) bileşiğine samaryum ve bor katkılanarak oluşan yeni bileşiğin Kütlesel Azalım Katsayıları (MAC) hesaplandı. Katkılama oranı arttıkça oluşan bileşiklerin yoğunluklarında düşüş meydana geldiği görüldü. Hesaplamalar, Monte Carlo tabanlı Monte Carlo N-Particle (MCNP6) Radyasyon Taşıma Programı kullanılarak simülasyonlar sonucundaki veriler kullanılarak yapıldı. Elde edilen sonuçlar XCOM değerleriyle karşılaştırıldı ve MCNP ile XCOM değerlerinin birbiriyle uyumlu olduğu görüldü. Elde edilen sonuçlar gösteriyor ki, ince film olarak tasarlanan malzemeler; enerji ve sağlık gibi alanlarda yeni malzemelerin kullanılabilirliğini ıspatlamaktadır. Yapılan bu çalışma, radyasyon kullanılan alanlarda farklı materyallerin denenebileceğini ve daha iyi verim elde edilebileceğini göstermektedir.
Β-hidroksi amin tabanlı kaliks[4]aren Langmuir-Blodgett incefilmlerin karakterizasyonu ve organik buhar duyarlılıközellikleri
Bu tez çalışmasında β-hidroksi amin tabanlı kaliks[4]aren (NHDACx) maddesi kullanılarak, Langmuir-Blodgett (LB) ince film tekniği ile tek ve çok katlı ince filmler üretilmiştir. Katı alttaş olarak kuartz cam, kuartz kristal ve altın kaplı cam yüzeyleri seçilmiş ve su yüzeyinde bulunan NHDACx molekülleri katı yüzey üzerine transfer edilmiştir. NHDACx LB ince filmleri Ultraviyole-Görünür Bölge Spektroskopisi, Kuartz Kristal Mikrobalans(KKM) ve Yüzey Plazmon Rezonans (SPR) teknikleri ile karakterize edilmiştir. NHDACx LB ince filmleri altın kaplı cam yüzey üzerine kaplandıktan sonra üç farklı zararlı organik buhara (diklorometan, aseton ve benzen) maruz bırakılmıştır. Sonuçlar NHDACx LB ince film maddesinin oda sıcaklığında sensör maddesi olarak kullanılabileceğini göstermiştir. Aynı zamanda, NHDACx LB ince film sensörünün diklorometan buharına olan tepkisinin diğer zararlı organik buharlara karşı olan tepkisinden daha çok olduğu görülmüştür.
Langmuır-Blodgett ince film üretme tekniği ile hazırlanan polimer tabanlı nano ince filmlerin karakterizasyonu ve zararlı organik buharlara karşı duyarlılığı
Bu çalışmada, α-(naftalin-1-yloksi)-2-oksooetil metakrilat polimeri (Poli-NMA) sensör maddesi olarak kullanılarak polimer bazlı kimyasal sensör geliştirilmiştir. Bu amaç için polimer türevi, Langmuir-Blodgett (LB) ince film kimyasal gaz sensör elementi olarak tasarlanmıştır. Poli-NMA maddesi Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FTIR), 1 H-NMR (Nükleer manyetik rezonans) ve 13C-NMR analizleri ile karakterize edilmiştir. Bütün Poli-NMA LB ince filmleri Atomik Kuvvet Mikroskobu (AKM), UV-Görünür Bölge Spektroskopisi ve Kuartz Kristal Mikrobalans (KKM) teknikleri ile karakterize edilmiştir. Polimerik kimyasal sensörü KKM tekniği kullanılarak dört farklı zararlı organik buhara (diklorometan, kloroform, benzen ve toluene) maruz bırakılmıştır. Bu çalışmada, ayrıca, Poli-NMA kimyasal sensörünün zararlı buharlara karşı hassasiyet ve LOD değerleri belirlenmiştir. Oda sıcaklığında elde edilen sonuçlar, polimerik kimyasal sensörün zararlı buharlara karşı tepkisinin geniş, hızlı ve tekrarlanabilir olduğunu ve kinetik tepki değerlerinin sıralamasını diklorometan, kloroform, benzen ve toluen olarak göstermiştir.
Fotovoltaik uygulamalar için CZTS (Cu2SnZnS4) ince filmlerin sentezi ve karakterizasyonu
Günümüzde Si tabanlı güneş hücrelerine alternatif arayışında ince film tabanlı fotovoltaik (FV) yapılar dikkat çekmektedir. İnce film güneş hücresi teknolojileri arasında Cu2ZnSnS4 (CZTS) bileşiği optik ve elektriksel özellikleri ile en dikkat çekici olanıdır. Sahip olduğu (1.5 eV) direkt bant aralığında p-tipi yarıiletken özelliği ve yüksek optik soğurma katsayısı (>104 cm-1) ile FV uygulamalar açısında ideal bir alternatiftir [1]. CZTS bileşiğindeki tüm bileşenlerin yer kabuğunda görece ucuz ve bol miktarda bulunur (Cu: 50–70 ppm, Zn: 75–80 ppm, Sn: 2,2 ppm, S:260 ppm) olması ve bunun yanında toksik bileşen içermemesi bu yapıya olan ilgiyi oldukça arttırmıştır. Tüm bu avantajlarına rağmen, CZTS tabanlı FV yapılarda ulaşılan en yüksek verim değeri %12,6'dır [4]. Bu değerin Shockley-Queisser (SQ) limiti olarak bilinen %31'in altında kalmasının sebebi CZTS 'nin çok atomlu yapısı sonucunda sahip olduğu karmaşık faz yapısıdır. Üretim sırasında doğru koşulların sağlanamaması sonucu açığa çıkan ikili (CuS, ZnS, SnS gibi) ve üçlü Cu2SnS3 fazların yanında, sülfürleme/ısıl işlem aşamalarında Molibden (Mo) arka kontak ile CZTS soğurucu tabaka arasında açığa çıkan MoSx yarıiletkeni ve saf sülfürlü yapının düşük açık devre voltajı verimi düşüren en temel sebeplerdir [3],[5],[6],[7]. Bu tez kapsamında, iki aşamalı sentez kullanılarak ikili ve/veya üçlü yan fazların en aza indirildiği CZTS ince filmlerin elde edilmesi ve ara yüzeyde oluşan MoSx yapısının engellenmesi için Grafen (Gfn) ara katman tabaka kullanılabilirliğine yönelik deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. CZTS sentezi için ilk katman (iki farklı yapı için Sn ve Cu olarak) vakumda buharlaştırma yöntemi ve diğer katmanlar sputter tekniği ile 2 farklı hedeften Sn/Cu/ZnS ve Cu/Sn/ZnS (CZT) öncül yapısı soda kireç camı (Soda lime glass: SLG), Mo ince film kaplı SLG (SLG/Mo) ve Gfn kaplı SLG/Mo alttaşlar (SLG/Mo/Gfn) üzerine kaplanmış, elde edilen Alttaş/CZT yapısı tek bölgeli yüksek sıcaklık fırınında sülfürleme işlemine tabii tutulmuştur. SLG/Mo alttaşlar iki aşamalı sputter tekniği ile elde edilmiş, Gfn kaplama işlemi ise plazma destekli kimyasal buhar biriktirme (plasma enhanced chemical vapor deposition: PECVD) tekniği ile gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen örneklerin yapısal özellikleri XRD, Raman, SEM ve FIB-SEM ile optik özellikleri ise spektroskopik elipsometre ile belirlenmiştir. Yapılan optimizasyon çalışmaları sonucunda SLG/Mo ve SLG/Mo/Gfn alttaşlar üzerine yüksek saflıktaki CZTS ince filmlerin katman kalınlıkları Sn:180, Cu:135 ve ZnS:220 nm olacak şekilde ayarlandı. Sülfürleme sıcaklığı 550 oC, sülfürleme süresi 60 dakika ve 250 mTorr Ar gaz akışı altında sülfürleme koşullarında elde edilebildiği XRD ve Raman ölçümleri ile belirlenmiştir. Gfn kaplamanın CZTS kristal yapısını yaklaşık %16 oranında daha kaliteli yaptığı ancak MoSx oluşumunu engelleyemediği belirlenmiştir. MoSx fazının daha da baskın olmasının sebebinin, piramidal Mo yüzey morfolojisinin, Gfn yerine çok katmanlı ve kusurlu grafit yapısının oluşumuna uygun olması ve bu yapıdaki serbest C atomlarının S atomları için indirgeyici davranarak MoSx oluşumunu desteklemesi olduğu anlaşılmıştır.
Polimer esaslı membranların hazırlanması ve ayırma özelliklerinin geliştirilmesi
Bu çalışma, ters ozmos (RO) tuzdan arındırma süreçlerinde yüksek performans elde etmek amacıyla ZnO/h-BN temelli hibrit doldurucular içeren nanokompozit ince film kompozit (TFC) membranların sentezini, karakterizasyonunu ve performans değerlendirmesini sunmaktadır. Üç farklı nanohibrit türü -ZnO/h-BN, ZnO/GO-h-BN ve ZnO/h-BN-IL- hidrotermal ve eksfoliasyon destekli yöntemlerle hazırlanmış, ardından ara yüzey polimerizasyonu yoluyla poliamid membran matrisine entegre edilmiştir. Nanoparçacıkların ve elde edilen membranların yapısal, morfolojik ve yüzey özellikleri XRD, FTIR, TGA, DLS, SEM, BET ve temas açısı analizleri kullanılarak detaylı biçimde karakterize edilmiştir. Denenen formülasyonlar arasında ZnO/h-BN, en dengeli performansı sergileyerek 48,5 L·m⁻²·h⁻¹ saf su akısına ve 0,015–0,025 wt% optimum dolgu yüklemesinde %98,5'e kadar Na₂SO₄ reddine ulaşmıştır. Hidroksil-fonksiyonelleştirilmiş nanohibritlerin membrana dahil edilmesi, membran hidrofilikliğini, yüzey yükünü ve gözenekliliğini artırarak su taşınımının ve iyon reddinin eş zamanlı olarak iyileştirilmesini sağlamıştır. ZnO/GO-h-BN sistemi yüksek akı ile yüksek tuz reddini birlikte sunarken, ZnO/h-BN-IL ise benzer tuz seçiciliğini daha üstün akı performansı ile bir araya getirmiştir. Tüm nanokompozit membranların antifouling davranışında belirgin iyileşme gözlenmiş ve sığır serum albümininin (BSA) %96'nın üzerinde reddi elde edilmiştir. Sonuçlar, ZnO ve h-BN bileşenleri arasındaki sinerjistik etkileşimin elektrostatik dışlama mekanizmasını güçlendirdiğini ve nano-kanal temelli su taşınımını kolaylaştırdığını doğrulamaktadır. Yapılan istatistiksel analizler (ANOVA), nanodoldurucu türü ve konsantrasyonunun performans parametreleri üzerinde anlamlı etkileri olduğunu ortaya koymuştur. Bu çalışma, ZnO-h-BN hibrit nanoyapılarının enerji verimli tuzdan arındırma uygulamaları için yeni nesil yüksek performanslı RO membranlarının geliştirilmesinde önemli bir potansiyel sunduğunu göstermektedir.
Düşük yayıcı kaplama tasarımı, hazırlanması ve karakterizasyonu
Birçok ülkede üretilen enerjinin % 40'ından fazlası binaların ısıtılması ve soğutulması için harcanmaktadır. Binalarda enerji tüketiminin azaltılması pencere camlarının kızılötesi radyasyon geçirgenliğinin ve yansıtmasının kontrol edilmesiyle mümkündür. Enerji-verimli cam kaplamalarından biri olan düşük yayıcı kaplamaların kullanım amacı, yaşam alanının içi ile dış ortam arasındaki ısı transferini azaltmaktır. Bu tez çalışmasında, dielektrik/metal/dielektrik (D/M/D) şekillenimine sahip düşük yayıcı kaplamalar tasarlandı ve hazırlandı. Düşük yayıcı kaplamaların metalik/metal katmanı olarak, farklı büyütme koşullarında hazırlanan, titanyum nitrür (TiNx) veya gümüş (Ag) ince fimler, dielektrik katmanı olarak ise elmas-benzeri karbon (DLC) veya alüminyum-katkılı çinko oksit (AZO) ince filmler kullanıldı. TiNx ve DLC ince filmler DC magnetron kopartma yöntemiyle, Ag ve AZO ince fimler ise RF magnetron kopartma yöntemiyle, cam alttaşlar üzerinde büyütüldü. Hazırlanan ince filmlerin optik ve yapısal karakterizasyonu yapıldı. Film büyütme koşullarının filmlerin optik özellikleri, bağlanma özellikleri, mikroyapısı, faz bileşenleri ve kızılötesi yayma oranları üzerindeki etkileri UV-VIS-NIR spektrofotometre, XPS, Raman spektroskopisi, SEM, AFM, XRD ve FTIR ölçümleriyle incelendi. TiNx, Ag, DLC ve AZO ince filmlerin (s ve p kutuplu ışık için) ölçülen optik geçirgenlik ve optik yansıtma spektrumlarına, eş zamanlı olarak, uygun kuramsal optik modellere benzetişim (eğri çakıştırma işlemi) yapılarak, filmlerin optik sabitlerinin dalgaboyu ile değişimi, kalınlıkları ve tabaka dirençleri elde edildi. Bu yöntemle bulunan film kalınlıkları ve tabaka dirençleri, sırasıyla, profilometre ve standart dört nokta kontak yöntemleri ile doğrulandı. Ayrıca, film büyütme koşullarının AZO filmlerin kızılötesi dalgaboyu aralığında optik yansıtmasına etkisi ayrıntılı olarak araştırıldı. Düşük yayıcı kaplamalarda metal katman ve dielektrik katman olarak kullanan filmler için optimum büyütme koşulları belirlendi. Bu filmler cam alttaş üzerinde D/M/D şekilleniminde büyütülerek, farklı metal (TiNx veya Ag) ve dielektrik katmana (DLC veya AZO) sahip düşük yayıcı kaplamalar üretildi. Bu kaplamaların düşük yayıcı performansları (görünür bölgede yüksek optik geçirgenlik ve kızılötesi bölgede düşük yayma oranı) birbiriyle ve literatürde yer alan düşük yayıcı kaplamaların performansları ile karşılaştırıldı. Bu çalışmada, kızılötesi bölgede en küçük yayma oranı (ϵ=0,027) AZO/Ag/AZO düşük yayıcı kaplama için elde edildi. Bu kaplamanın uzun-dalgaboylu ısıl radyasyon dalgaboyu aralığında optik yansıtması yaklaşık % 97 ve görünür bölgedeki ortalama optik geçirgenliği yaklaşık % 75'dir. Sahip olduğu bu özellikler nedeniyle, AZO/Ag/AZO kaplama enerji-verimli binaların camlarında kullanılabilir.
Kalay dioksit (SnO2) ince filmlerin üretimi ve karakterizasyonu
Saydam iletken filmler, esasen TCO (Transparent Conductive Oxide) adı verilen optik olarak şeffaf ve elektriksel olarak iletken malzemelerden üretilirler. TCO filmler elektromanyetik spektrumun görünür bölgesindeki yüksek optik geçirgenliği, kayda değer elektriksel iletkenlik seviyesi ve yüksek kızıl ötesi yansıtıcılık özellikleri sebebiyle optoelektronik ve güneş pillerindeki uygulamalar için önemli malzeme sınıflarıdır. Bu tez çalışmasında optik teknoloji için teknik bileşenler, güneş pilleri ve gaz sensörleri gibi birçok uygulama potansiyeli olan ve bu nedenle de yaygın şekilde çalışılan TCO malzemelerden biri olan SnO2 ince filmleri düşük maliyetli ve kolay bir yöntem olan sol-jel spin kaplama yöntemiyle üretilmiş ve elde edilen filmlerin yapısal, morfolojik ve optik özellikleri ayrıntılı şekilde incelenmiştir.
Katman diziliminin ve sülfürleme parametrelerinin esnek molibden altıklar üzerine büyütülen CZTS ince filmlerin özellikleri üzerindeki etkisi
Bu tez çalışmasında, esnek molibden (Mo) folyo üzerine manyetik saçtırma yöntemi kullanılarak Mo-folyo/CuSn/Cu/ZnS, Mo-folyo/CuSn/ZnS/Cu ve Mofolyo/ZnS/CuSn/Cu öncül katman dizilimleri üretilmiş ve devamında kesterit CZTS fazını elde etmek için Hızlı Tavlama Yöntemi (RTP) kullanılarak bu öncül katmanlar sülfür ortamında tavlanarak sırasıyla CZTS-I, CZTS-II ve CZTS-III filmler üretildi. (112) tercihli yönelimli XRD pikin FWHM değerleri kullanılarak hesaplanan kristal boyutları ve mikro-gerilmeler, CZTS-III örneğinin daha gelişmiş kristal kaliteye sahip olduğunu göstermiştir. Raman spektroskopisi ölçümleriyle tüm örneklerde kesterit CZTS fazının oluştuğu ve düşük miktarda CTS fazının varlığı doğrulanmıştır. Mofolyo/ZnS/CuSn/Cu katman sıralamasına ve CZTS-III filmlerinin SEM görüntülerinde, daha belirgin, homojen ve kompakt bir yüzey morfolojisi gözlemlenmiştir. CZTS ince film örneklerin optik bant aralık değerleri 1.44–1.50 eV aralığında değişkenlik göstermiştir. Alınan fotolüminesans (PL) ölçümleri, banttan banda geçişlerden ziyade, iletim bandından özden kusur seviyelerine geçişlerin olduğunu ortaya koymuştur.
Enzim tabanlı organik sensör üretimi ve duyarlılık özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, döner (spin) kaplama tekniği kullanılarak farklı kalınlıklara sahip ince filmler üretilecek ve çeşitli organik buharlara karşı duyarlılıkları incelenecektir. Bu tezde polifenol oksidaz (PPO) enzimi ile farklı organik malzemeler ince filmlerin üretimi için kullanılacaktır. Seçilen katı yüzey cam olmakla beraber, alttaş olarak ise kuartz kristal seçilmiştir ve ince filmler UV-görünür spektrofotometresi ve kuartz kristal mikrobalans (QCM) teknikleri kullanılarak karakterize edilecektir. QCM sisteminin ayrıca büyütülen ince filmlerin çeşitli organik buharlara karşı tepkilerinin ölçülmesinde de kullanılması planlanmaktadır. Üretilecek ince filmlerin organik buharların tespitinde sensör maddesi olarak kullanımında enzimin etkisi incelenecektir.
Modified numerical method for thin film thermal conductivity calculation with micro-raman spectroscopy
Thin film materials have recently drawn a great attention for their wide range of applications in nano- and micro-scale devices. To overcome thermal issues associated with these devices, thin film materials must be thermally characterized since they do not have the same thermal properties as their bulk counterparts. Various analytical and experimental techniques are used to find thin film thermal conductivities. Micro-Raman spectroscopy is a preferred technique among other optical thermal conductivity measurement techniques due to its non-destructive and non-contact nature. However, the thermal size effects originating from both localized heat generation from Raman laser and phonon scattering at boundaries cause erroneous estimation of the thermal conductivities with the current methods. In this study, the gray phonon Boltzmann transport equation (BTE) is used to simulate the real conditions during the Raman experiment. Thermal conductivities from the developed virtual Raman experiment are then compared with a simple slab model in which the deduction of thermal conductivity in sub-micron thicknesses is calculated using the reduced BTE heat flux through the slab, resulting from phonon directional energy densities. Due to the frequency independence of single phonon mode in the gray BTE model, our method stays ahead of most theoretical methods in calculation time while giving adequate agreement with the literature data. The results show that the results from the developed model are in a good agreement with the slab model results as well as literature values.
Terapötik uygulamalar için uyarici-duyarli polimerik biyomateryaller
This thesis explores the development of novel polymeric materials to address challenges in disease diagnosis and drug delivery. This thesis's first and second studies are related to developing novel polymer-based drug delivery systems. The first study synthesized different polymer-drug conjugates to find the best candidate for in vitro performance towards pancreas adenocarcinoma. Drugs were conjugated to the polymer backbone via pH and/or redox-responsive linkers, and drug release profiles and cytotoxic activities against different cancer cells were evaluated for each copolymer. In the second study, biodegradable nanogels for targeted drug delivery were fabricated using self-assembly, and the drug was physically loaded into nanogels to achieve efficient drug delivery vehicles. In the third part, biodegradable and injectable hydrogels were fabricated using a metal-free click reaction. Azide and gemcitabine-containing copolymers containing carbamate and disulfide linkers between the drug and polymer backbone were synthesized and crosslinked using cyclooctyne-terminated telechelic poly(ethylene glycol) polymer. Hydrogels were evaluated for drug release and cytotoxic activity. The other projects reported in this thesis focus on the fabrication of novel polymeric coatings for biomedical applications such as biomolecular immobilization, cellular attachment, and release. In the fourth study, hydrophilic polymer brushes were prepared and functionalized using a radical-exchange cross-coupling reaction to develop sensing and protein immobilization platforms. In the fifth project, thiol-reactive redox-responsive polymer brushes containing pyridyl disulfide units were fabricated, and functionalization with thiol-containing dyes, drugs, and biomolecules was shown. In the sixth study, thiol-reactive benzothiazole-disulfide-containing polymeric thin films were prepared and investigated for cellular attachment and cell release studies. In the final study, adamantane-containing polymeric thin films were fabricated, which could undergo supramolecular interaction with functional ligands bearing beta-cyclodextrin, and modified surfaces were used for protein and cell attachment.
Spray pyrolysis yöntemi ile elde edilen In katkılı CdZnS filmlerinin özellikleri
ÖZET Doktora Tezi SPRAY PYROLYSIS YÖNTEMİ İLE ELDE EDİLEN in KATKILI CdZnS FİLMLERİNİN ÖZELLİKLERİ SALİHA ILICAN Anadolu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Muhsin ZOR 2001 Spray-pyrolysis yöntemi ile 250, 275 ve 300°C taban sıcaklıklarında elde edilen in katkılı CdZnS filmlerinin elektriksel ve optiksel özellikleri incelenmiştir. X-ışını kırınım desenlerinden, elde edilen filmlerin hegzagonal Cdo.22Zno.78S yapıda oldukları saptanmıştır, in katkısı arttıkça, piklerin küçük açılara kaydığı görülmüştür. Absorpsiyon spektrumu ölçümlerinden filmlerin direkt bant geçişli olduğu ve yasak enerji aralıklarının 2.72eV ile 3.04eV arasında değiştiği belirlenmiştir. Bütün filmler n-tipi iletkenlik göstermektedir. Oda sıcaklığındaki I- V ölçümleri iki farklı space-charge-limited iletim mekanizması göstermektedir. Bunlar ohmik bölgenin V2 bölgesi tarafından ya da trap-filled-limited (TFL) bölgesi tarafından takip edilmesidir. İlki sığ tuzaklı durumu, ikincisi in katkısının artmasının sebep olduğu derin tuzaklı durumu göstermektedir. Filmlerin elektriksel iletkenlikleri (o) SxlO'^xlO'^ohmcm)"1 arasında, serbest taşıyıcı yoğunluğu (no) 2.5xl09-4.4xl011cm"3 arasındadır. Akım-sıcaklık karakteristiğinden 181-247K, 247-3 00K ve 300-320K sıcaklık bölgelerinde aktivasyon enerjileri sırası ile 0.017-0.059eV, 0.237-0.296eV ve 0.558-0.591eV olarak hesaplanmıştır. Anahtar Kelimeler: Bileşik Yarıiletkenler, Spray-Pyrolysis, Space-Charge- Limited İletim, Sığ ve Derin Tuzaklar, Aktivasyon Enerjisi
Katılarda iletim mekanizmaları
ÖZET Yüksek Lisans Tezi KATILARDA İLETİM MEKANİZMALARI Olcay ÜZENGİ AKTÜRK Anadolu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Anabilim Dalı Danışman:Yard. Doç. Dr. Sabiha AKSAY 2002, 69 sayfa Bu tezde, metal-yarıiletken kontaklar yardımıyla katıların iletim mekanizmaları ele alındı. Bunlarda dört temel iletim mekanizması vardır. Tennoiyonik emisyon teori, difuzyon teori, önceki iki teorinin bir sentezi olan genelleştirilmiş tennoiyonik emisyon-difüzyon teori ve tünel akımıdır. Tennoiyonik teori, kıtlık bölgesinde elektron çarpışmalarının ihmal edildiği ve yüksek mobiliteli taşıyıcılar varsayımına dayanır. Difuzyon teori düşük mobiliteli yaniletkenler için uygundur. Çok katkılı yaniletkenler için veya düşük sıcaklıklardaki uygulamalar için tünel işlemi akım işleminde baskın olabilir. Bunlara ek olarak, ince filmlerde ayrıca Schottky emisyonu, Frenkel-Poole emisyonu, iyonik iletim ve space charge limited incelendi. Frenkel-Poole emisyonu, tuzaklardaki elektronların termal uyarılmayla iletim bandına geçmesidir. İyonik iletim difuzyon işlemine benzerdir. Verilen bir yalıtkan için her bir iletim işlemi belirli sıcaklık ve voltaj bölgesinde baskındır. Anahtar Kelimeler: Kontaklar, Mobilite, İnce Filmler, İletkenlik, Kıtlık Bölgesi
Nano-TiO2 fotokatalizör sentezi ve fotokatalitik aktivitesinin belirlenmesi
Tez çalışmasında, su içerisinde kolayca sol oluşturabilen geçiş metali iyonu ilave edilmiş ve edilmemiş nano boyuta sahip TiO2 partikülleri hidrotermal yöntemle, metal ilavesiz TiO2 sentezi hariç, asit katalizörü kullanılmadan gerçekleştirildi. Alüminyumdan yapılmış sinekliklerin yüzeyi daldırma tekniği ile ince film şeklinde kaplandı. Filmlerin ve partiküllerin yapı, yüzey ve optik özellikleri XRD, BET, SEM/EDX ve UV/VIS/NIR teknikleri ile karakterize edildi. Filmlerin fotokatalitik performansları, hem UV hem de VIS ışın altında, Malahit Yeşili boyasının parçalanması incelendi. Sonuçlar, geçiş metali iyonu ilave edilmiş TiO2 kaplı sinekliklerin UV ve VIS ışın altında Malahit Yeşili boyarmaddesine karşı yüksek fotokatalitik performansa sahip olduğunu göstermiştir. Sonuçlar aynı zamanda, hidrotermal yöntemle sentezlenen nano-TiO2 parçacıklarının kristal formunun tamamen anataz olduğunu, su içerisinde kolayca sol oluşturduğunu, kaplı yüzeylerin hidrofilik olduğunu ve ilave edilen geçiş metali iyonlarının TiO2'nin fotokatalitik aktivitesini artırdığını göstermiştir. Genel olarak, her iki ışınlama koşulunda belirlenen fotokatalitik performansların çok iyi olduğu, geçiş metali iyonu ilave edilmiş TiO2 kaplı sinekliklerde sonuçların birbirine benzediği ve saf TiO2 kaplı sineklik ile karşılaştırıldığında, artan bir fotokatalitik aktivite ile tekrar kullanılabildiği görülmüştür. Yüzeyi 5Ta5+-TiO2 kaplı sinekliklerin fotokatalitik aktivitesi, laboratuvarımızda orijinaline benzer şekilde dizayn edilen pilot havuz sistemindeki kirli suyun temizlenmesi için de incelenmiştir.
Bor Nitrür (BN) ince film ara katmanlar üzerine üretilen yüksek performanslı elektronik uygulamaların geliştirilmesi ve özelliklerinin incelenmesi
Bor, karbon ailesinin kardeşi olarak bilinir. Bu yüzden araştırmacılar tarafından beyaz karbon olarak adlandırılmıştır. Dünyanın 70% bor rezervlerinin Türkiyede bulunduğu açıktır. Ancak uygulama alanı olarak bu malzeme daha çok dezenfekte alanında kullanılmaktadır. Bu malzeme benzersiz özelliklere sahiptir ve dünya her geçen güne göre daha farklı alanlarda kullanımı rapor edilir. Bu yüzden bu tez çalışmasında BN bir ince film olarak iletken İTO ve FTO kaplı cam üzerine kaplanmıştır. Daha sonra ise katkısız, ZnO ve SnO2 katkılı titanyum dioksit (TiO2) ince filmleri BN katmanlar üzerine üretilmiştir. Bu araştırmada toplam 6 örnek seçilmiştir. Bu araştırma asıl hedef ise BN ara katmanların katkısız ve katkılı TiO2 ince film üzerindeki elektrkromik performansını değerlendirmektir. Bu nedenle iki farklı özelliklere sahip İTO ve FTO alttaş olarak seçilmiştir. BN, katkısız ve katkılı TiO2 filmleri termiyonik vakum ark (TVA) tekniği ile kaplanmıştır. Üretilen tüm ince filmlerin yapısal, optiksel ve yüzeysel özellikleri sırasıyla fourier transform kızılötesi spektrometre (FTİR), ultraviyole-görünür (UV-Vis) spektrofotometre, Filmetriks ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ölçüm cihazları ile gerçekleşmiştir. Daha sonra BN ara katmanların, katkısız ve katkılı TiO2 ince film üzerindeki etki geçirgenlik (T%), soğurma (A), Urbach enerjisi (Eu), optiksel yasak enerji aralığı (Eg), kalınlık, pürüzlülük, yansıma (R) ve kırılma indisi (n) gibi önemli parametreleri elde ederek incelenmiştir. Yapısal ölçümler sonucunda TiO2 ve BN fazları tespit edilmiştir. Hazırlanan yapıların tersinirlik, renklenme verimliliği, fototopik kontrast oranı ve geçirgenlik farkı gibi elektrokromik özellikleri hesaplandıktan sonra karşılaştırılmıştır. Tüm elektrokromik analizlerde üç elektrot düzeneği ve iki farklı molariteye (0,1 ve 1M) sahip sıvı elektrolit (LiClO4-PC) kullanılmıştır. Son olarak üretilen katkısız ve katkılı TiO2/BN ince filmlerin elektrokromik (EK) performansı literatürde mevcut araştırmalar ile karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak üretilen yapıların elektrokimyasal, yüzeysel, ve optiksel ölçümlerden elde edilen ve hesaplanan parametrelerin kullanılan katkı malzemesi, elektrolit molaritesi ve seçilen alttaşın özelliklerine bağlı olduğu belirlenmiştir.
The production and investigation of antimony based thin films for energy applications
Unlike the materials commonly used in thin-film photovoltaic technologies, Sb2S3 films promise a high potential in energy applications with their unique properties such as containing abundant and non-toxic elements, stability and high absorption coefficient. However, theoretically predicted efficiency values cannot be reached for Sb2S3 based photovoltaic solar cell devices. High optical band gap and high electrical resistivity values are the main reasons for this. The motivation of this Ph.D. thesis is to add Cu and Bi metals into the Sb2S3 structure by applying new and alternative methods in the production process and to find solutions for the high optical band gap and high electrical resistivity problems of Sb2S3 film, which is known as an emerging material for solar cell technologies. It is aimed to obtain Cu or Bi containing Sb2S3 films with a two-stage process. In the first stage, the precursor coatings were obtained by thermal evaporation method, and in the second stage, these precursor coatings were subjected to heat treatment for an effective metal diffusion in a furnace in sulfur atmosphere. Precursor coatings for Cu-containing Sb2S3 films were prepared in Cu/Sb2S3 form and the initial heat treatment temperature was determined as the key parameter. In addition, precursor coatings prepared in two different geometries as bi-layer form of Bi/Sb2S3 and multi-layer form of Bi/Sb2S3 (5 layers) were subjected to heat treatment in a sulfur atmosphere at different temperatures (180, 200, 220, 240 and 260 ◦C) and Bi containing Sb2S3 films were obtained. Analyses were performed by Energy Dispersive X-ray Spectroscopy, X-ray Diffraction, Raman spectroscopy, Atomic Force Microscopy, Scanning Electron Microscopy and Four-Probe Technique to investigate the effect of incorprating Cu and Bi metals and selected initial parameters on the physical properties of Sb2S3 films. As a result of the analyses and evaluations carried out, it has concluded that the properties of Sb2S3 films containing Cu and Bi can be improved by using parameters such as initial heat treatment temperature and precursor coating geometry during metal incorpration processes, and outputs of this study may be a solution to common problems such as high optical bandgap and high electrical resistivity value of Sb2S3 films.
EDTA kompleksleştirici tuzu kullanılarak kimyasal depolama yöntemi ile MnS ince filmlerin elde edilmesi ve fiziksel özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, 0.2 M EDTA kullanılarak MnS ince filmleri 5-10-15 saat sürelerde kimyasal depolama yöntemi (CBD) kullanılarak 40 oC sıcaklıkta cam alttaban üzerinde hazırlandı. Filmlerin yapısal, optiksel ve elektriksel özellikleri araştırıldı. Filmlerin karekterizasyonu X-ışını kırınımı (XRD), alan etkili taramalı elektron mikroskobu (FESEM), X-ışınları analizi (EDX), UV-vis spektrofotometresi ve Hall ölçümü sistemleri kullanılarak yapıldı. XRD analizlerinden filmlerin hegzegonal fazda polikristal yapıda büyüdüğü görüldü. EDX analizlerinden filmlerin stokyometrik oluştuğu görüldü. Optiksel sabitler olan sönüm katsayısı (k), kırılma indisi (n), dielektrik sabitinin gerçek (ε1) ve imajiner (ε2) kısmı ile filmin yasak enerji aralıkları (Eg) daldırma sürelerine bağlı olarak olarak incelendi. Filmlerin n tipi olduğu görülmüş olup daldırma sürelerine bağlı olarak özdirençleri 4.65-13.4x105 (Ω cm) aralığında ölçüldü. Anahtar Kelimeler: EDTA, Gamma MnS, İnce Film, Kimyasal Depolama Yöntemi, Yapısal Özellik, Optiksel Özellik
ZnO ince filmleri: Co katkısının etkisi
Bu çalışmada saydam iletken oksit (SİO) ailesine ait olan katkısız ve Co katkılı ZnO yarıiletken filmleri, araştırma/geliştirme çalışmaları için uygun ve diğer üretim teknikleri arasında ekonomik ve uygulamasının kolay olmasıyla dikkat çeken Ultrasonik Kimyasal Püskürtme Tekniği (UKPT) ile 275±5 °C taban sıcaklığında üretilmiştir. Elde edilen filmlerin optik özelliklerini incelemek amacıyla, filmlerin geçirgenlik ve soğurma spektrumları alınmış ve bu spektrumlardan faydalanılarak, filmlerin yansımaları, kırılma indisleri, yasak enerji aralıkları ve Urbach parametreleri gibi bazı optik özellikleri belirlenmiştir. Sıcak uç tekniği kullanılarak, bütün filmlerin iletkenlik türlerinin n-tipinde oldukları tespit edilmiştir. Elektrik özelliklerini incelemek amacıyla, filmlerin iletkenliklerinin sıcaklığa (10-300K) bağlı değişimleri incelenmiş olup, bu değişim grafiklerinden faydalanılarak her bir film için farklı sıcaklık aralıklarında aktivasyon ve donör gibi davranan tuzakların enerjileri hesaplanmıştır. X-ışını kırınım (XRD) desenlerinden tüm filmlerin polikristal yapıda oldukları belirlenmiştir. Filmlerin tercihli yönelimleri için yapılanma katsayıları, yarı pik genişlikleri ve yaklaşık tane büyüklükleri hesaplanmıştır. Titreşimli örnek manyetometre (VSM) cihazı kullanılarak alınan mıknatıslanma ölçümleri neticesinde, tüm filmlerin ferromanyetik özellik gösterdiği saptanmıştır. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) analizlerinden; filmlerin yüzeylerinin homojen dağılıma sahip olup olmadıkları incelenmiş olup, enerji dağılımlı x-ışını spektroskopisi (EDS) ile elemental analizleri yapılmıştır. Tüm bu incelemeler sonucunda, Co katkısının ZnO filmlerinin fiziksel özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu belirlenmiştir.
Ultrasonik kimyasal püskürtme tekniği ile vanadyum katkılı ZnO ince filmlerinin büyütülmesi ve karakterizasyonu
Bu çalışmada katkısız ve farklı oranlarda (%3, 6, 9 ve 12) vanadyum (V) katkılı ZnO ince filmler Ultrasonik Kimyasal Tekniği (UKPT) ile 400 ? 5 ? C sıcaklıkta mikroskop cam tabanlar üzerine çöktürülmüştür.Filmlerin yapısal özellikleri X-ışını kırınım tekniği kullanılarak incelenmiş ve bütün filmlerin polikristal yapıda oldukları görülmüştür. XRD desenleri kullanılarak bütün filmlerin yapılanma katsayıları, ortalama tane büyüklükleri, dislokasyon yoğunlukları, örgü sabitleri ve birim hücre hacmi gibi bazı yapısal parametreleri hesaplanmıştır. Atomik kuvvet mikroskobu ve taramalı elektron mikroskobu kullanılarak yapılan incelemelerde filmlerin hemen hemen homojen yüzeye sahip oldukları görülmüştür. Enerji dağılımlı x-ışını spektroskopisi ile katı filmlerin elemental analizleri yapılmıştır. Tüm filmlerin 300?900 nm dalgaboyu aralığında optik geçirgenlik, soğurma ve yansıma spektrumları alınmış ve bu spektrumlardan yararlanılarak filmlerin yasak enerji aralıkları ve Urbach parametreleri gibi bazı optik parametreleri belirlenmiştir.Ortalama %70 civarında optik geçirgenliğe sahip olan filmlerin yasak enerji aralıklarının ~3,28 eV olduğu ve Urbach parametrelerinin ise 66?92 meV aralığında değiştiği tespit edilmiştir. Filmlerin elektriksel iletim mekanizmalarını incelemek için iki uç tekniği kullanılmış ve her bir film için elektriksel iletkenlik değerleri hesaplanmıştır. Ayrıca sıcak uç tekniği kullanılarak bütün filmlerin n-tipi iletkenlik gösterdikleri belirlenmiştir. Filmlerin manyetik özellikleri titreşimli örnek manyetometresi kullanılarak araştırılmış ve çöktürülen bütün filmlerin oda sıcaklığında ferromanyetik özellik sergiledikleri görülmüştür.Yapılan bütün analizler V katkısının ZnO filmlerin bazı fiziksel özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu göstermiştir.
CdS üzerine MgF2 temelli yansıma önleyici ince film kaplamaların üretilmesi ve karakterizasyonu
Optoelektronik uygulamalarda yansıma kayıplarını önlemek için ince film kaplama çalışmalarından yararlanıldığı bilinmektedir. Bu tez çalışmasında, farklı kırılma indislerine sahip malzemeler kullanılarak yansıma önleyici ince film yapıların geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla, Fiziksel Buhar Biriktirme (PVD) yöntemi kullanılarak, cam alttaşlar üzerine II-IV grubu yarıiletken bileşiği olan Kadmiyum Sülfür (CdS) ve bir toprak alkali metal florürü olan Magnezyum Florür (MgF2) ince filmlerinin büyütülmesi gerçekleştirilmiştir. İnce film yapıların yansıma önleyici özelliklerinin belirlenebilmesi için, cam alttaştan daha yüksek kırılma indisine sahip CdS üzerine, cam alttaştan daha düşük kırılma indisine sahip MgF2 kaplama malzemesi olarak tercih edilmiştir. Farklı kalınlıklarda üretilen çift katmanlı yansıma önleyici ince film kaplamaların yapısal, optik ve morfolojik özellikleri, X-Işınları Kırınımı (XRD), UV-vis spektrofotometre, Enerji Dağılımlı X-Işını Spektroskopisi (EDS) ve Alan Etkili Taramalı Elektron Mikroskobu (FESEM) yardımıyla incelenmiştir. Analizler sonucunda, CdS ince filmler üzerine ikinci katman olarak büyütülen MgF2 ince film yapının optik yansıma kayıplarını görünür bölgede %30'a kadar azalttığı ve buna bağlı olarak geçirgenliği arttırdığı gözlenmiştir. Ayrıca yapılar ayrı ayrı tavlanmış ve tavlamanın optik kayıpları azaltmada etkisinin olup olmadığı araştırılmıştır.