Sol-gel spin kaplama tekniğiyle ZnO oksijen sensörü üretimi ve karakterizasyonu

Teknolojinin ve sanayinin gelişmesiyle birlikte insan sağlığı, enerjinin verimli kullanılması ve zararlı gazların çevre üzerindeki etkisinin önemi çeşitli sensörlere duyulan gereksinimi artırmıştır. Oksijen sensörleri bunlardan biridir ve son yıllarda oksijen sensörlerinin geliştirilmesi ve doğada çok bulunan ekonomik materyallerin oksijen sensörü olarak kullanılıp kullanılamayacağı bilim insanlarının ilgisini çekmiştir. Çinko oksitin ekonomik olması, doğada bol miktarda bulunması, toksik olmaması, yasak enerji bant aralığının geniş olması sebebiyle teknoloji alanında ve bilimsel çalışmalarda çokça tercih edilen bir materyal olmuştur. Bu çalışmada sol-gel spin kaplama tekniği kullanılarak ITO altlık üzerinde ZnO ince film büyütülmüştür. Büyütülen ince filmin XRD ve elektriksel ölçümleri yapılarak karakterizasyonu incelenmiştir. XRD ölçümlerinden çinko oksit filmin sırasıyla 30,87°, 35,45°, 50,98° ve 60,90° açılarında (2θ) pikler oluşturduğu gözlemlenmiştir. Bu karakteristik piklerin sırasıyla [100], [002], [102] ve [110] düzlemlerine karşılık geldiği ve kırınım deseni incelendiğinde hekzagonal wurtzite kristal yapısında olduğu gözlemlenmiştir. Ortalama kristal tane boyutunun ise 3 nm boyutunda olduğu hesaplanmıştır. İnce film üzerine oksijen uygulanmasıyla aynı sıcaklık ve gerilimde akımın arttığı yani direncin düştüğü gözlemlenmiştir. 400°C'de oksijen ortamındaki bu direnç değişiminin hava ortamına göre yaklaşık olarak 2 katı kadar oranda olduğu tespit edilmiştir.