Döndürerek Kaplama Yöntemi ile Hazırlanan Ca katkılı TiO2 İnce Filmlerin Optik ve Morfolojik Özellikleri

Yıl 2021, , 315 - 327, 15.02.2021

Uğur Çalıgülü , Ayhan Orhan , Zafer Barlas , Nida Darcan

https://doi.org/10.35234/fumbd.848793

Öz

Bu çalışmada TiO2 nanomalzemesine %1, %3, %5 ve %10 Ca eklenmiş ve numuneler sol jel döndürerek kaplama yöntemiyle üretilmiştir. Numuneler üretilirken, 1000 rpm’lik bir dönme hızı ve 30 saniyelik bir dönme süresi kullanılarak kaplama işlemi gerçekleştirilmiştir. Kaplama işlemi 3 kez tekrarlanmıştır. Üretilen filmlerin UV-VIS spektroskopisi ile geçirgenliği ve absorpsiyon spektrumları alınmış ve optik bant aralığı hesaplanarak optik özellikler incelenmiştir. En düşük yasak enerji aralığına sahip numunenin katkısız TiO2 (3.59 eV) olduğu görüldü. Numunelerin yasak enerji aralığı %1, 3, 5 ve 10 oranlarında Ca katkısı ile (%1 Ca 3.68 eV, %3 Ca 3.76 eV, %5 Ca 3.74 eV ve %10 Ca 3.77) arttığı tespit edildi. Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) kullanılarak üretilen filmlerin iki boyutlu ve üç boyutlu görüntüleri analiz edilmiştir. Sol-jel döndürerek kaplama tekniği ile hazırlanan nano yapılı yarı iletken TiO2 ince filmlerin yapısal, morfolojik ve optik özellikleri optik karakterizasyon yöntemi kullanılarak belirlendi. Yapılan bu incelemeler sonunda, TiO2 esaslı ince filmlerin Ca katkı oranına bağlı olarak nano yapısının değiştiği tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Nanomalzemeler, İnce Film, Sol Jel-Spin Kaplama, TiO2, Ca

Destekleyen Kurum

Fırat Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (FÜBAP)

Proje Numarası

TEKF.20.19

Teşekkür

Bu çalışma Fırat Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (FÜBAP) yönetim birimi (Proje No: TEKF.20.19) tarafından desteklenmiştir. Katkılarından dolayı FÜBAP’a teşekkürlerimizi sunarız.

Kaynakça

• [1] S. Çulhaoğlu, Bor ve Azot Katkılı TiO2 İnce Filmlerin Fotokatalitik Aktivitelerinin İncelenmesi. Yüksek lisans Tezi, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Anabilim Dalı Malzeme Bilimi ve Mühendisliği, Mayıs 2015.
• [2] E. D. Şam, Saf ve Katkılı TiO2 Filmlerin Optik, Yapısal ve Fotoaktivite Özellikleri. Doktora Tezi, İleri Teknolojiler Anabilim Dalı Malzeme Bilimi ve Mühendisliği, Şubat 2007.
• [3] V. Ataş, Döndürerek Kaplama Yöntemiyle Elde Edilen TiO2 Filmlerinin Bazı Fiziksel Özelliklerinin İncelenmesi. Yüksek lisans Tezi, Fizik Anabilim Dalı Katı Hal Fiziği Bilim Dalı, Mart 2014.
• [4] S. Yaşar, Titanyum Oksit Yarıiletken Filminin Elde Edilmesi, Optik ve Kristal Özelliklerinin İncelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Fizik Anabilim Dalı, Temmuz 2012.
• [5] D. Ş. Özden Dinç, Yüzeylerin Titanyum Nanoçubuklar ve Onların Altın/Gümüş ile Modifiye Formları İle Nanodesenlenmesi Ve Farklı Alanlarda Kullanılabilirliklerinin İncelenmesi. Doktora Tezi, Biyomühendislik Anabilim Dalı, Haziran 2018.
• [6] N. Kati, Investigation of Optical and Morphological Properties of Co Doped ZnO Nanomaterials. Turkish Journal of Science and Technology, 14: 1 (2019) 41-48.
• [7] M. İlhan, Dört Bileşenli Fonksiyonel Yarıiletken İnfrared Fotodedektörlerinin Üretilmesi Ve Elektronik Özelliklerinin Belirlenmesi. Doktora Tezi, Fizik Anabilim Dalı, 2019. [8] M. Streckova, T. Sopcak, R. Stulajterova, M. Giretova, L. Medvecky, A. Kovalcikova, K. Balazsi, Needle-less electrospinning employed for calcium and magnesium phosphate coatings on titanium substrates. Surface and Coatings Technology, 340 (2018)177-189.
• [9] L. E. Pérez-Jiménez, J. C. Solis-Cortazar, L. Rojas-Blanco, G. Perez-Hernandez, O. S. Martinez, R. C. Palomera, E. R. Morales, Enhancement of optoelectronic properties of TiO2 films containing Pt nanoparticles. Results in Physics, 12 (2019) 1680-1685.
• [10] M. Biglar, F. Stachowicz, T. Trzepieciński, M. Gromada, Modelling of Barium Titanate Microstructure Based on Both the Boundary Element Method and a Homogenization Technique. Procedia Structural Integrity, 5 (2017) 562-568.
• [11] M. Singh, B. C. Yadav, A. Ranjan, M. Kaur, S. K. Gupta, Synthesis and characterization of perovskite barium titanate thin film and its application as LPG sensor. Sensors and actuators b: chemical, 241 (2017) 1170-1178.
• [12] N. D. Patel, M. H. Mangrola, K. G. Soni, V. G. Joshi, Structural and electrical properties of nanocrystalline barium strontium titanate. Materials Today: Proceedings, 4: 2 (2017) 3842-3851.
• [13] K. D. Lakshmi, T. S. Rao, J. S. Padmaja, I. M. Raju, S. A. Alim, P. Kalyani, Visible light driven mesoporous Mn and S co-doped TiO2 nano material: Characterization and applications in photocatalytic degradation of indigocarmine dye and antibacterial activity. Environmental nanotechnology, monitoring & management, 10 (2018) 494-504.
• [14] URL-1 https://yusufbilgen.wordpress.com/2015/01/16/ince-film-teknikleri/
• [15] F. Ersan, H. Derin, Effect of substrate temperature on structural and optical properties of copper sulphide thin films, balkan physics letters, 2013, 21, 211025, pp. 234-244.