Cu katkılı ZnS nanoyapıların üretilmesi ve optik özelliklerinin incelenmesi

Bu çalışmada bakır sülfür (CuS), çinko sülfür (ZnS) ve bakır (Cu) katkılı çinko sülfür ince film üretilmiştir. Cu katkılama oranları %15, %30, %45, %60, %75 olarak belirlenmiştir. Nanoyapılı ince film üretiminde maliyeti düşük ve üretim kolaylığı sağlayan sol-jel yöntemi kullanılmıştır. Sol–jel yöntemiyle Cu katkılı ZnS ince film üretilmesi hakkında literatürde az çalışma vardır. Bu çalışmada, üretilen filmlerin oda sıcaklığında yapılan üretimlerde optik geçirgenlikleri karşılaştırıldığında diğer üretim yöntemleriyle benzer sonuçlar elde edilmiştir. Özellikle literatürde bulunandan farklı olarak oda sıcaklığında üretim yapılmıştır. İnce filmlerin hazırlanmasında Cu katkılı ZnS nanoyapıları için ilk defa döndürme kaplama yöntemi kullanılmıştır. Bu filmlerin döndürme yöntemi ile kaplanması literatürde karşılaşılmayan bir tekniktir. Kaplanan ince filmlerin UV-VIS Spektrofotometre (Ultraviole-Visible Spectrophotometer) ile optik soğurma ve geçirgenlik ölçümleri yapılmıştır. Optik ölçümlerinden yararlanılarak Tauc formülü yardımıyla filmlerin yasak bant aralıkları hesaplanmıştır. CuS ve ZnS filmler için yasak bant aralıkları sırasıyla 2.16 eV ve 3.70 eV olarak belirlenmiştir. Cu katkılama oranları %15 ile %75 arasında %15 arttırılarak sırasıyla 3.50 eV, 3.21 eV, 3.02 eV, 2.96 eV ve 2.82 eV hesaplanmıştır. Filmlerin optik geçirgenlik ölçümlerinde geçirgenlikleri %20 ile %85 arasında ölçülmüştür. CuS, ZnS ve Cu katkılı ZnS filmleri, Taramalı Elektron Mikroskobu (Scanning Electron Microscopy, SEM) ile incelenmiştir. SEM ile yapılan analizlerde filmlerin nanoparçacıkların büyüklükleri 13 ile 30 nm arasında olduğu belirlenmiştir. Aynı filmlerin Enerji Dağılım Spektroskopisi (Energy Dispersive Spectroscopy, EDS) analizi yapılmış, EDS sonuçlarına göre, filmlerin katkılanma yüzdeleri belirlenmiştir. CuS, ZnS ve farklı oranlarda Cu katkılı ZnS filmlerin X-Işını Kırınımı (X-Ray Diffraction, XRD) ölçümleri ile kristal yapıları incelenmiştir.