Termiyonik vakum ark tekniği ile metal oksit ince filmlerin gaz sensörü uygulamalarının incelenmesi

Termiyonik vakum ark yöntemi kullanılarak titanyum dioksit metal oksit malzemesi belirlenen alttaşlar üzerine biriktirilmiş ve üretilen numunelerin elektriksel, yapısal özellikleri incelenmesi amaçlanmıştır. Alttaş malzemeler olarak cam ve silisyum belirlenmiştir. Yapısal, elektriksel özelliklerinin incelenmesinin yanı sıra; şeffaf ve yalıtkan yapıda olan cam üzerine ve opak ve yarı iletken yapıda olan silisyum malzeme üzerine ayrı ayrı biriktirilen titanyum dioksit metal oksit malzemesi gaz sensörü olarak kullanılabilir mi sorusuna cevap aranmıştır. Cam ve Silisyum üzerinde büyütülen Titanyum Dioksit (TiO₂) ince filmlerin optik, yüzeysel ve elektronik özellikleri belirlenmesi için UV-VIS, Filmetrics, AFM ve Kaynak Ölçüm Aygıtı (SMU) kullanılmıştır. AFM ile 4μm x 4 μm aralığında 4 Hz tarama hızında alınan ölçümde cam ve silisyum üzerinde büyütülen TiO₂ için pürüzlülük değerleri sırasıyla 3.74 nm ve 6.74 nm olarak bulunmuştur. Üretilen numunelerde elektrot olarak gümüş (Ag) kullanılmıştır. Üretilen numunelerin optik bant aralığının hesaplanması için Filmetrics ve UV-VIS den alınan ölçümler Tauc denklemi ile hesaplanarak cam ve silisyum alttaş için sırasıyla 3.87 eV ve 3.66 eV bulunmuştur. Keithley 2450 SMU cihazı kullanılarak akım-gerilim (IV) ve gaz tepkisine bağlı olarak direnç-zaman ölçümleri alınmıştır. Bu cihaz ile alınan ölçümler 4 kablo yöntemi ile elde edilmiştir. Elde edilen veriler TiO₂ ince film kaplamaların gaz sensörü olarak kullanılabileceğini göstermiştir.