Titanyum dioksit ince filmlerin sol-jel döndürmeli kaplama ve daldırmalı kaplama yöntemi ile büyütülmesi ve karakterizasyonu

Titanyum dioksit, iyi kimyasal stabiliteye sahip olağanüstü optoelektronik özellikleri sayesinde fotovoltaik ve fotokatalitik uygulamalar gibi güneş pili uygulamaları için avantajlı bir metal oksit yarı iletken malzemedir. Araştırmacılar, titanyum dioksit ince filmlerin özelliklerini araştırmak ve geliştirmek için çalışmalar yaptılar. Bu çalışmada, titanyum dioksit ince filmler, cam alttaş üzerinde sol-jel döndürmeli kaplama ve sol-jel daldırmalı kaplama yöntemleriyle büyütüldü. Titanyum dioksit ince filmlerin özellikleri, yaşlanma süresi, katman sayısı ve daldırma süresi etkisinin bir fonksiyonu olarak incelenmiştir. Bu amaçla titanyum dioksit çözeltisinin yaşlandırma süresi, katman sayısı ve daldırma süresi sırasıyla 1, 7, 14, 21, 28 ve 56 gün, 3, 5 ve 10 kat ve 5, 10 ve 20 saniye olarak değiştirilmiştir. Öte yandan tavlamanın ince film özellikleri üzerindeki etkisini araştırmak için filmler 300 0C, 400 0C, 500 0C, 600 0C and 700 0C'de tavlanmıştır. Karakterizasyon sonuçlarına göre tüm titanyum dioksit ince filmler sol-jel yöntemi (döndürmeli kaplama ve daldırmalı kaplama) ile başarıyla büyütüldü. Büyütülmüş ince filmler ve 300 °C'de tavlanmış katmanlar amorf formdaydı. 400 °C ve üzerinde tavlanan numuneler tetragonal anataz yapısı oluşturdu. Her iki kaplama yönteminde de 400 °C'de tavlanan filmlerde kristalleşme artmıştır. Sol-jel daldırma kaplamalı filmler, taramalı elektron mikroskobu görüntülerine göre izole edilmiş nano küre özellikleri içerir. Optik ölçümler, absorpsiyon eşiklerinin büyüme parametrelerindeki değişikliklerle değiştiğini gösterdi. Tüm titanyum dioksit ince filmler için bant aralığı değerleri 2,97 – 3,63 elektronvolt aralığında hesaplanmıştır. Artan tavlama sıcaklığı ile kırılma indeksi, dielektrik sabiti, statik dielektrik sabiti ve gözeneklilik iyileştirildi. Sonuç olarak yaşlandırma günü, katman sayısı, daldırma süresi ve tavlama sıcaklığının titanyum dioksit ince filmin yapısal, yüzey ve optik özelliklerini etkilediği tespit edilmiştir.