Termiyonik vakum ark yöntemi ile katkılı çinko oksit ince film üretimi

Bu araştırmada, önemli bir yarıiletken bileşik olan ZnO ince filmlerin üç farklı Ag, Cu ve Co elementleri ile katkılanması ve farklı fiziksel özellikleri incelenmiştir. İnce filmlerin üretimi plazma destekli Termiyonik Vakum Ark (TVA) tekniği ile gerçekleşmiştir. Üretilen katkılı ZnO ince filmlerinin mikroyapısal, yüzeysel ve optiksel gibi fiziksel özellikleri sırası ile X-ışını kırınım (XRD), AFM, FESEM, UV-Vis spektrofotometre ve FL ölçüm cihazları ile incelenmiştir. Mikroyapısal ölçümünden her iki altlık üzerinde katkılan filmlerin yapısı hegzagonal olarak bulunmuştur. Cam ve Si alttaşlar üzerine üretilen Ag, Cu ve Co katkılı filmlerde ortalama tanecik büyüklükleri sırası ile 35,65, 30,53 ve 78,37, 30,22 ve 78,37, 38,09 nm olarak elde edilmiştir. Bu değerler filmlerin nano – boyutta olduğunu açıklamıştır. Üç katkılı ZnO filmlerde ise en büyük tanelere cam altlık üzerinde rastlanmıştır. AFM ve FESEM analizlerinden filmlerin yüzeylerinin homojen, çatlaksız ve boşluksuz büyümesi barizdir. AFM ölçümünden elde edilen pürüzlülük değerleri cam ve Si alttaşlar üzerine kaplanan Ag, Cu ve Co katkılı filmler için 34, 13 ve 9,35, 10,62 ve 18,3, 9,95 nm olarak belirlenmiştir. Filmlerin pürüzlülük değerlerinin artması hesaplanan tanecik büyüklükleri ile desteklemiştir. Optiksel özelliklerden, cam alttaş üzerine üretilen Ag, Cu ve Co katkılı filmlerde (330-1100 nm aralığında) elde edilen geçirgenlik değerleri 11,85, 21,78 ve 70,85% olarak bulunmuştur. Cam ve Si alttaşlar üzerinde hazırlanan Ag, Cu ve Co katkılı filmlerde ortalama kırılma indisi sırasıyla 2,013, 2,058 ve 1,630, 1,820 ve 1,669, 2,000 olarak elde edilmiştir. Filmetriks ölçümü sonucunda elde edilen kalınlık değerleri Ag, Cu ve Co katkılı ZnO ince filmlerde 73, 75 ve 84, 80 ve 88, 90 nm cam ve Si alttaşlar için bulunmuştur. Bu çalışmada kullanılan TVA tekniğinin özellikle nano-boyutta katkılı ince filmler üretilmesi için uygun ve başarılı olduğu sonucuna varılmıştır.