Enerji verimli yüzeylerin geliştirilmesi

Düşük yayıcı kaplamalar binaların ısınma ve soğutma giderlerini azaltmak amacı ile kullanılan yöntemlerden bir tanesidir. Bu sayede binalarda kullanılan enerji daha verimli hale gelmekte ve tasarruf sağlanmaktadır. Bu tez çalışmasında cam alttaş üzerine dielektrik/metal/dielektrik yapısı geliştirilerek enerji verimli yüzey elde edilmeye çalışıldı. Bu yapının haricinde cam alttaş ile yapı arasına yüzey pürüzlülüğünü azaltmak ve yapıyı korumak adına bir bariyer katmanı da kaplandı. İlk olarak kaplanacak malzemeleri belirlemek amacı ile optik tasarım programı kullanılarak tasarımlar yapıldı. Tasarım çalışmaları sonucunda bariyer katmanı olarak Al2O3 malzemesi tercih edilirken dielektrik katmanı olarak AZO ve metal katmanı olarak da Ag tercih edildi. En uygun kaplama koşullarının belirlenebilmesi için her katman farklı basınç, farklı güç ve farklı kalınlıklarda hazırlandı. Elde edilen sonuçlar analiz edilerek en uygun parametreler belirlendi. A2O3 için uygun kalınlık daha önce yapılan çalışmalar ışığında 25 nm olarak belirlenirken kaplama gaz akışı 5 sccm ve kaplama gücü 150 W RF olarak belirlendi. AZO katmanı için kalınlıklar alt AZO katmanı için 10 nm ve üst AZO katmanı için ise 20 nm olarak belirlenirken kaplama gaz akışı 5 sccm ve kaplama gücü 100 W RF olarak belirlendi. Ag katmanı için ilk olarak 10 nm kalınlıklı, farklı gaz akış değerlerinde kaplamalar yapıldı. Görünür bölgede en yüksek geçirgenlik değerini veren 5 sccm ve kızılötesi bölgede en düşük geçirgenlik değerini veren 50 sccm Argon gaz akışı değerlerinde optimizasyon çalışmalarına devam edildi. Belirlenen Argon gaz akışlarında farklı güç değerleri için kaplamalar yapıldı ve her iki gaz akışı değeri için de 25 W DC güç değerinin en uygun sonucu verdiği görüldü. Sonrasında her iki gaz akışı değeri için de 25 W DC güçte farklı kalınlıklarda kaplamalar yapıldı. Farklı kalınlıklarda hazırlanan Ag filmlerde, 50 sccm gaz akışında 5 nm kalınlıklı sürekli filmler elde edilebilirken, 5 sccm gaz akışında üretilen en ince sürekli filmin 7 nm kalınlıklı olduğu görüldü. Hazırlanan filmler analiz edilerek 50 sccm gaz akışında Ag atomlarının enerjilerinin azaldığını, atomların bir araya gelerek adacıklı büyümeyi tercih etmek yerine yüzeye daha homojen yayılarak, daha az boşluğa sahip ince filmler haline geldiği görüldü. Hazırlanan AZO/Ag/AZO/Al2O3/Cam yapısının 500 nm'de yaklaşık %85 optik geçirgenlik sağladığı, 2,5 µm ve 8 µm'de sırası ile %79 ve %84 yansıtma değerine sahip olduğu yapılan optik analizler sonucunda belirlendi. Hazırlanan bu yapının, yüzey direnci değeri kullanılarak yayma oranı 0,055 olarak hesaplandı. Bu değerin düşük yayıcı özelliğe sahip ticari ürünler ile rekabet edebilecek seviyede olduğu görüldü. Ayrıca belirtilen sonuçlara 5 nm kalınlığında Ag ince filmler ile ulaşılabilmesi çalışmanın değerini daha da arttırmaktadır.