Production of SnO2 Powders by Sol-gel Method for Target Materials to be used in Magnetron Sputtering Technique

Öz

Tin oxide (SnO2) is semiconductor metal-oxide which is frequently used and able to finds search field in a wide range. SnO2 has been found applications in several fields like gas sensors and solar cells as thin films. The SnO2 thin films have excellent performance as a gas sensors. Although there are many methods for production of SnO2 thin film, magnetron sputtering device is usually used because of its simple, inexpensive and easy to be controlled for the desired film thickness. The stability of SnO2 of thin film and similar sustainability of production processes depend on used target materials. Target materials are produced from SnO2 powders in form of pellets. By adding binder material to the produced powders, the target materials are performed and sintered by using hot isostatic pressing (HIP). Thus the powders are made into pellets that diameter of the target will be used. Purity, density and average grain size of SnO2 powders are important in order to produce stable SnO2 thin film. In this study, SnO2 powders were produced by sol–gel technique and their particle size d,stribution and characterization were analyzed using particle size measurement and X-ray diffraction (XRD) machines. © Afyon Kocatepe Üniversitesi

Anahtar Kelimeler

• -

Magnetron Şaçtırma Tekniğinde Kullanılacak Olan Hedef Malzemeleri İçin SnO2 Tozların Sol-jel Yöntemi ile Üretilmesi

Öz

Kalay oksit (SnO2), sıklıkla kullanılan ve geniş yelpazede araştırma alanı bulabilen yarı iletken bir metaloksittir. SnO2 ince filmler şeklinde gaz sensörleri, güneş pilleri gibi birçok alanda uygulama bulabilmektedir. SnO2 ince filmler gaz sensörleri olarak mükemmel performans göstermektedir. SnO2ince filmlerin üretimi için birçok teknik olmasına rağmen, basit, ucuz ve istenilen film kalınlığının kolayca kontrol edilebilmesinden dolayı genellikle magnetron saçtırma cihazı kullanılmaktadır.SnO2 ince filmlerin kararlılığı ve benzer üretim proseslerinin sürdürülebilirliği, magnetron prosesinde kullanılan hedef malzemenin kalitesine bağlıdır. SnO2 tozlar pellet haline getirilerek hedef malzeme üretilmektedir. Tozların büyük çapta üretimi için sol-jel yöntemi uygun ve kolay bir yöntemdir. Üretilen tozlara bağlayıcı katılarak, sıcak isostatik presleme (HIP) yapılır ve sinterlenir. Böylece tozlar kullanılacak hadef malzeme çapında pellet haline getirilmiş olur. Kararlı SnO2 ince film üretmek için bu tozların saflığı, yoğunluğu ve ortalama tane çapı önem arz etmektedir. Bu çalışmada, SnO2 tozlar sol-jel yöntemi ile üretilmiş ve bunların ortalama boyut dağılımı ve karakterizasyonu partikül boyut ölçüm ve X-Işınları difraktometresi (XRD) cihazları kullanılarak analiz edilmiştir

Anahtar Kelimeler

• SnO2, Sol-jel, Hedef malzeme, Gaz sensörü

Kaynakça

1. Culha O., Ebeoglugil M. F., Birlik I., (2009). Synthesis and characterization of semiconductor tin oxide thin films on glass substrate by sol–gel technique. J. Sol- Gel Science and Technology, 51, 32–41.
2. Keskinen H., Tricoli A., Marjamäki M.,. Mäkelä J.M, and Pratsinis S.E., (2009). Size-selected agglomerates of SnO2 nanoparticles as gas sensors. J. Appl. Phys., 106.
3. Liewhiran C., Tamaekong N., Wisitsoraat A. and Phanichphant S., (2009). H2 sensing response of flame-spray-made Ru/SnO2 thick films fabricated from spin-coated nanoparticles. Sensors, 8996-9010, 10.3390/s91108996.
4. Papadopoulos C.A., Vlachos D.S., Avaritsiotis J.N., (1997).Effect of surface catalysts on the long-term performance of reactively sputtered tin and indium oxide gas sensors. Sensors and Actuators B, 42, 95- 101.
5. Shuping G., Jing X., Jianqiao L., Dongxiang Z., (2008). Highly sensitive SnO2 thin film with low operating temperature prepared by sol–gel technique. Sensors and Actuators B, 134, 57–61.
6. Yao K., Caruntu D., Cao B., O’Connor C. J. and Zhou W., (2010). Investigation of gas-sensing performance of SnO2 nanoparticles with different morphologies. IEEE Transactions on Nanotechnology, 9, 5, 630-633.
7. Sahm T., Mädler L., Gurlo A., Barsan N., Pratsinis S.E., Weimar U., (2004). Flame spray synthesis of tin dioxide nanoparticles for gas sensing. Sensors and Actuators B, 98, 148–153.
8. Wang Y., Mu Q., Wang G., Zhou Z., 2010). Sensing characterization to NH3 of nanocrystalline Sb-doped SnO2 synthesized by a nonaqueous sol–gel route. Sensors and Actuators B, 145, 847–853.

9. Yao K., Caruntu D., B. Cao, O’Connor C. J., and Zhou W., (2010). Investigation of gas-sensing performance of SnO2 nanoparticles with different morphologies. IEEE Transactions on Nanotechnology, 9, 5, 630-633.