Hidrotermal sentez sıcaklığı ve tavlama işleminin MnCO3 ince filmlerin özellikleri üzerine etkisi

İki kısımda gerçekleştirilen bu tez çalışmasının birinci kısmında MnCO3 ince filmler cam altlıklar üzerine farklı sentez sıcaklıklarında hidrotermal yöntemle büyütülerek sentez sıcaklığının, elde edilen filmlerin yapısal özellikleri üzerine etkisi incelendi. XRD sonuçları 80 ºC sentez sıcaklığında büyütülen filmlerin amorf bir yapıya sahip olduğunu, artan sentez sıcaklığı ile birlikte yapının polikristale dönüştüğünü gösterdi. Ayrıca yapıda ikincil faz olarak Mn3O4'ün bulunduğu belirlendi. SEM görüntülerinden MnCO3 ince filmlerin kübik morfolojiye sahip olduğu ve artan sentez sıcaklığı ile birlikte oluşan bu kübik yapıların sayısının arttığı gözlemlendi. Artan sentez sıcaklığı ile birlikte film kalınlığının da arttığı ve ayrıca en uygun stokiometrik orana 110 ºC'de elde edilen filmlerin sahip olduğu EDAX ölçümlerinden belirlendi. Bu sonuç ve XRD ölçümleri kullanılarak elde edilen tanecik büyüklüğü değerleri ve Mn3O4 ikincil fazına ait pik şiddetleri dikkate alındığında, MnCO3 ince filmler için en uygun sentez sıcaklığının 110 ºC olduğu görüldü. İkinci kısımda 110 ºC'de kuvars altlıklar üzerine büyütülen filmler, farklı atmosferlerde tavlanarak tavlama işleminin filmlerin yapısal ve optik özellikleri üzerine etkisi incelendi. XRD sonuçları, hava atmosferinde 600 ºC'de 1 saat süreyle tavlanan filmlerin Mn2O3'e dönüştüğünü, azot atmosferinde aynı sıcaklık ve süreyle tavlanan filmlerin ise MnO'ya dönüştüğünü gösterdi. Bununla birlikte azot atmosferinde tavlanan filmlerde ikincil faz olarak Mn3O4'ün bulunduğu belirlendi. SEM görüntüleri, tavlama işleminin MnCO3 ince filmlerin genel morfolojisinde önemli bir değişiklik meydana getirmediğini yalnızca kübik yapıların yüzeylerinde yapıdan karbonun ayrılmasına bağlı olarak gözeneklerin oluştuğunu gösterdi. Filmlerden karbonun ayrılması EDAX ölçümleriyle de doğrulandı. Oda sıcaklığında gerçekleştirilen optik soğurma ölçümlerinden MnCO3 ince filmlerin ve hava ve azot atmosferlerinde tavlanan filmlerin direk yasak enerji aralığı değerleri sırasıyla 3,27 eV, 2,30 eV ve 2,71 eV olarak hesaplandı.