Geçiş metal oksit katkılı ağır metal oksit camların geniş bant araliğina sahip yari iletkenler olarak değerlendirmesi amacıyla sentezi ve incelenmesi

Ağır metal oksit camlar, düşük fonon enerjileri, kimyasal kararlılıkları, korozyon dayanımları, üstün mekanik özellikleri, düşük ergime ve cam geçiş sıcaklıkları, yüksek kırılma indisleri ve yüksek optik geçirgenlikleri sayesinde optik haberleşme sistemlerinde, veri depolamada, lazerlerde, sensörlerde ve çeşitli opto-elektronik uygulamalarda büyük bir kullanım potansiyeline sahiptir. Ağır metal oksit camlar arasında ise, TeO2 ve Sb2O3 esaslı camlar öne çıkmaktadır. Bu camlar, kimyasal ve termal kararlılıklarının arttırılmasına olanak verir şekilde geniş bir aralıkta katlandırılabilir ve üçlü, dörtlü hatta beşli sistemler halinde hazırlanabilirler. Bileşenlerin, camların termal, fiziksel, mekanik, optik, elektriksel, vb. özelliklerini büyük ölçüde etkilediği bilinmektedir. Geçiş metaller, sahip oldukları farklı yükseltgenme basamakları sayesinde, ağır metal oksit esaslı camların elektriksel iletkenliğini iyileştirmekte, optik geçirgenliklerini orta-kızılötesi bölgeye kadar yükseltmekte ve lineer olmayan optik özelliklerini geliştirmektedir. Bunun yanı sıra, geçiş metal oksit içeren ağır metal oksit camların, mekanik olarak sert olduğu, nem tutmadığı, kimyasal olarak oldukça kararlı olduğu bilinmektedir. Bu nedenlerle, geçiş metal oksit katkılı ağır metal oksit camlar ilgi çekici bir çalışma konusudur. Bu konu üzerine literatürde birçok çalışma bulunmasına rağmen; yapılacak yeni çalışmalar bu camların özellikle uygulama potansiyellerinin değerlendirilebilmesi için bilinmeyen özelliklerinin tespiti ve geliştirilmesi açısından büyük önem taşımaktadır. Bu bağlamda, çeşitli bileşimlerde hazırlanmış geçiş metal oksit katkılı ağır metal oksit camların termal, fiziksel, yapısal, kinetik ve sıcaklığa bağlı optik özelliklerin incelenmesi ve opto-elektronik uygulamalarda şeffaf, geniş bant aralığına sahip yarı iletken malzemeler olarak kullanılabilirliklerinin araştırılması bu tezin amacı olarak belirlenmiştir. Bu tez kapsamında sırayla üç cam sistemi üzerinde çalışılmıştır; MeO2-PbCl2-TeO2 (MeO2 = Bi2O3, Sb2O3, WO3, MoO3, ZnO), WO3-MoO3-TeO2 ve WO3-MoO3-Sb2O3. İlk çalışılan sistemde, TeO2'nin ağ yapısını bozacak ikinci bileşen olarak PbCl2 seçilmiş ve farklı geçiş metal oksitler PbCl2-TeO2 cam sistemine üçüncü bileşenler olarak eklenmiştir. Yapılan analizler sonucu, MoO3 ve WO3 en iyi optik özellikleri sağlayan geçiş metal oksitler olarak belirlenmiş ve iki farklı cam yapıcı oksit içeren (TeO2 ve Sb2O3) iki yeni cam sistemi olarak WO3-MoO3-TeO2 ve WO3-MoO3-Sb2O3 üzerinde çalışılmıştır. Belirtilen bileşimlerde camlar üretilip geçiş metal oksit türünün iki farklı ağır metal oksit cam sisteminin termal, fiziksel, optik ve elektriksel özelliklerine etkisi incelenmiştir. Sonuç olarak, çalışılan geçiş metal oksit katkılı ağır metal oksit camların, transparan yarı iletken malzemeler olarak opto-elektronik uygulamalarda kullanım potansiyeline sahip olduğu belirlenmiştir. Bu tez, detaylı ve sistematik olarak MeO2-PbCl2-TeO2 (MeO2 = Bi2O3, Sb2O3, WO3, MoO3, ZnO), WO3-MoO3-TeO2, ve WO3-MoO3-Sb2O3 bileşimindeki camların üretimi, termal, fiziksel, yapısal, kinetik ve sıcaklığa bağlı optik özelliklerinin incelenmesi ve bu camların opto-elektronik uygulamalarda kullanım potansiyellerinin değerlendirilmesi açısından literatüre katkı sağlayacak ve yapılacak yeni çalışmalara ışık tutacaktır.