Au, Ag, Pd ve Ho katkılı Y3Fe5O12 ince filmlerinin üretilmesi, manyetik ve optik özelliklerinin araştırılması

Bu çalışmada katkısız, holmiyum (Ho), gümüş (Ag), paladyum (Pd) ve altın (Au) katkılı itriyum demir granat (YIG) ince filmleri termal olarak oksitlendirilmiş silisyum (Si) altıkları üzerine sol-jel yöntemiyle başarılı bir şekilde sentezlenmiştir. Soy metaller (Ag, Au ve Pd) doğrudan katkılama ve nanoparçacık olarak katkılama arasındaki farkı gözlemleyebilmek için ince filme hem doğrudan katkılanmış hem de poliol yöntemiyle üretilen nanoparçacık formları aynı oranlarda katkılanmıştır. Üretilen katkısız ve katkılı YIG ince filmlerinin yapısal, manyetik ve optik özellikleri incelenmiştir. Tüm filmlerin XRD analizleri karakteristik YIG kırınım piklerinin sergilemiş, XRD desenleri YIG filmlerinin tek fazlı kübik granat yapısında kristalleştiğini doğrulamıştır. İki aşamalı tavlama yapılarak optimize edilen ısıl işlem sonuçlarının, çatlak ve çekirdeklenme olmaksızın pürüzsüz ince filmler elde etmekte başarılı olduğu tüm filmlerin SEM görüntülerinden doğrulanmıştır. Örneklerin manyetik alana bağlı mıknatıslanma (M-H) ölçümlerinden oda sıcaklığında tüm örneklerin katkılama sonrasında doyum mıknatıslanma değerlerinin arttığı ve bu değerin Pd katkılı örneklerde bu artışın yaklaşık 8 kata, Au katkılı örneklerde ise 11 kata kadar çıktığı gözlenmiştir. Ferromanyetik rezonans (FMR) ölçümlerinde filmlerin FMR çizgi genişliklerinin literatürde aynı yöntemle üretilen YIG ince filmlere göre oldukça düşük olduğu gözlemlenmiştir. Optik ölçümlerden elde edilen verilere göre ince filmlerin soğurma katsayılarının katkı malzemesine göre değişim gösterdiği ancak katkı malzemesinden bağımsız olarak yapılan katkılamaların ince filmlerin hem manyetik hem de optik özellikleri üzerinde geliştirici etkiye sahip olduğu ortaya konulmuştur. Bu tez kapsamında üretilen soy metal katkılı YIG ince filmleri literatürde ilk defa çalışılmıştır. Elde edilen deneysel veriler soy metallerin yüzey plazmonik rezonans etkisinin YIG ince filmlerinin, özellikle manyetik özelliklerini önemli ölçüde geliştirici göstermektedir. Bu nedenle tez kapsamında elde edilen verilerin yüzey plazmonik rezonans etkisinin malzemelerin manyetik özellikleri üzerine etkisi üzerine yapılacak çalışmalara öncülük edeceği düşünülmektedir. Anahtar Kelimeler: YIG, soy metaller, manyeto-optik malzemeler, sol-jel yöntemi