İki bileşenli metal oksit nanomalzemelerinin morfolojik ve elektriksel özelliklerinin karakterizasyonu

Bu tez çalışmasında iki farklı metot kullanılarak iki bileşenli metal oksit nanomalzemeler üretilmiştir ve üretilen numunelerin yapısal, morfolojik, optik ve elektriksel özellikleri incelenmiştir. Bu amaçla katkısız CdO ve farklı oranlarda (%0,2, %0,5, %1 ve %2) CuO katkılanarak iki bileşenli metaloksit nanomalzemeler sol-jel döndürerek kaplama ve hidrotermal yöntemi kullanılarak başarılı bir şekilde ince film ve nanotoz olarak üretilmişlerdir. Üretilen ince filmlerin ve nanotozların yapısal analizleri için X ışını kırınımı (XRD), Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), X-Işını Spektroskopisi (EDX), optik analizleri için Enerji Dağılımlı Ultraviyole-Görünür Spektroskopi (UV–Vis), Fourier dönüşümü spektroskopisi (F-TIR) kullanılarak yapısal özellikleri karakterize edilmiş bu özellikler üzerine katkılamanın etkileri incelenmiştir. Ayrıca üretilen ince filmlerin ve nanotozların öz iletkenliklerini belirlemek için iki nokta prob metodu kullanılmıştır ve üretim optimizasyonu belirlenmiştir. Elde edilen ince filmlerin ve nanotozların X-ışınları kırınım desenlerinden yapıların polikristal ve yüzey merkezli kübik yapıda oldukları belirlenmiştir. İnce filmlerin 10nm x 10nm mikron alanda 2 boyutlu ve 3 boyutlu Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) görüntülerinden ince filmlerin, mikrometre ölçeğinde nispeten yoğun ve homojen çubuksu nano yapılar şeklinde olduğu görünmektedir. Nanotozların FESEM görüntülerinden yapının daha çok küresel nanopartiküllerden oluşan aglomerasyon yapılar olduğu ve EDX görüntülerinden yapının CdO ve CuO'dan oluştuğu görünmüştür. Sol-jel ve Hidrotermal yöntemi ile elde edilen katkısız CdO ve CuO katkılı CdO yarıiletken ince filmlerin ve nanotozların optik özellikleri incelenmiş, direkt bant geçişine sahip oldukları saptanmış ve ayrıca yasak enerji aralığının 1.74 - 2.56 eV arasında değiştiği belirlenmiştir. Üretilen ince filmlerin ve nanotozların Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisinden, germe titreşim modları CdO ve CuO yapısına dayanmaktadır. FTIR spektrumu, sırasıyla Cu-O ve Cd-O gerilme titreşimlerine atanan 505 ve 620 cm-1'de karakteristik titreşim frekanslarını ortaya çıkardı. İnce filmlerin ve nanotozların öz iletkenlik değerleri iki nokta prob metodu kullanılarak belirlenmiştir. Ölçüm sonucunda malzemenin yarıiletken olduğu sonucuna varılmıştır. Elde edilen sonuçlar, ince filmlerin ve nanotozların ve yapısal, morfolojik, optik ve elektriksel özelliklerinin, katkılama konsantrasyonuna bağlı olarak değiştiği görülmüştür. Amacımız iki farklı yöntem kullanarak CdO ve CuO katkılı iki bileşenli metal oksit nanomalzemelerin teknolojideki uygulamalara ışık tutmasıdır.