Characterization of zno based diluted magnetic semiconductor thi̇n fi̇lms and nano particles produced by sol-gel method

Son yıllarda ZnO tabanlı seyreltik manyetik yarıiletken malzemeler teknolojik uygulamalarda kullanılması nedeniyle oldukça büyük bir ilgi odağı olmuştur. ZnO tabanlı nano tanecikler ve nano kalınlıkta ince filmlerin uygulama alanları; ısıl camlar, piezoelektrik aygıtlar, güneş pilleri, katıhal gaz algılayıcıları, yüzey akustik dalga cihazları, lazer aygıtlar, mikro elektromekaniksel sistemler (MEMS), organik ışık yutan diyotlar ve en önemlisi spintroniktir (manyetik hard disklerde okuyucu kafası ve büyük manyetik direnç (GMR)). Spintronik yarı iletken teknoloji tabanlı hafıza üretimin yerini almaktadır. Bu sebeple araştırmalar gerek temel bilimsel gerek teknolojik bağlamda her geçen gün artarak devam etmektedir. Bu nedenle bu tez çalışmasında geçiş metali ve nadir toprak elementi katkılı (Zn1-xBx)O (B=Co, Er) ikili ve (Zn1-xBxCO) (C=Cu, Cd) üçlü yapıya sahip seyreltik manyetik yarıiletken nano ince filmler ve bulk (yığın) malzemeler sol-gel metodu kullanılarak üretilmiştir. Hazırlanan film ve bulk malzemelerin mikroyapısal, elektriksel, optik, manyetik ve mikromekaniksel özellikleri incelenmiştir. Malzeme üretimi esnasında ilk olarak bulk (yığın) malzemelerin optimum tavlama sıcaklığının tespiti için en yüksek katkı oranındaki malzemeler ön ısıl işlemden sonra sırasıyla 400oC, 450oC, 500oC, 550oC ve 600oC' de 30 dk son ısıl işleme tabi tutulmuştur. Bu işlemin ardından tüm katkılı nano ince film ve bulk malzemeler belirlenen optimum tavlama sıcaklıklarında tavlanmıştır. (Zn1-xBx)O ikili ve (Zn1-xBxCO) üçlü yapıya sahip DMS yapılar polikristal nanotozlar olarak sol-gel metodu kullanılarak hazırlanmıştır. İnce filmler cam altlık üzerine daldırarak kaplama yöntemi kullanılarak kaplanmıştır. Tez kapsamında üretilen nano ince film ve bulk malzemelerin mikroyapısal özelliklerinin belirlenebilmesi için X-ışınları kırınım difraktometresi (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılım spektrometresi (EDS), atomik kuvvet mikroskobu (AFM), elektriksel özelliklerinin tespiti için hall effect ölçüm sistemi, optik özelliklerinin tespiti için UV-VIS spektrofotometresi, manyetik analizleri için VSM sistemi ve mikromekanik analizleri için ise Vickers mikrosertlik cihazı kullanılmıştır. ANAHTAR KELİMELER: Seyreltik Manyetik Yarıiletkenler (DMS), Sol- Gel Method, ZnO, İnce Film, Nanoparçacık