Arduino Tabanlı Döndürerek İnce Film Kaplama Sistemi Tasarımı ve MgO İnce Film Üretimi

Öz

Bu çalışmada Döndürerek İnce Film Kaplama (DIFK) sistemi tasarlanmış ve uygulanabilirliği test edilmiştir. Bunun için Arduino-UNO R2 platformu kullanılarak elde edilen sistem bileşenleri; bir hard disk (HDD) motoru, motor sürücü birimi ve ona entegre edilen dönen bir birimden oluşmaktadır. Tasarımı ve üretimi laboratuvar ortamında gerçekleştirilen DIFK sisteminde alttaş, uygun adım değerleri ve zaman aralıkları ile 30 saniye süresince 3000 devir/dakika dönüş hızında sabit hızda döndürülebilmektedir. Sistemin özellikleri, cam alttaş üzerine magnezyum oksit (MgO) ince film biriktirme işlemi için test edilmiş ve üretilen ince filmin beklenen fiziksel özelliklere sahip olduğu gözlenmiştir. Mg kaynağı olarak alkol tipi çözücüler içinde çözünen 0.1M magnezyum asetat tetrahidrat (Mg(CH3COO)2.4H2O) tuzu kullanılmıştır. Ardışık kaplamaların yapılabildiği kendi-tasarım DIFK sistemi ile cam alttaş üzerine 1, 2, 3 ve 4 kez ardışık MgO ince film biriktirilmiştir. Her bir kaplama sonrası film/alttaş yapısındaki örnek, 100C de 30s süresince ara ısıtmaya tabi tutulmuştur. 300-800 nm aralığında optik geçirgenlik spektrumları elde edilen ince film örneğe ait film kalınlıkları, iteratif bir teknikle tek katmanlı film için 30 nm ve 4 katmanlı film için 119 nm olarak hesaplanmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Döndürerek ince film kaplama sistemi,MgO ince film,HDD motor kontrol,Arduino Uno

Arduino Based Thin Film Spin Coating System Design and MgO Thin Film Preparation

Abstract

In this study, Rotating Thin Film Coating (RTFC) system designed and tested for applicability. System components based on the Arduino-UNO R2 platform consists of a hard drive (HDD) motor, motor drive unit and a rotating unit integrated in it. The substrate can be rotate at a constant speed of 3000 rpm for 30 seconds with appropriate step values and time intervals with the RTFC system designed and produced in the laboratory environment. The properties of the system were tested for magnesium oxide (MgO) thin film deposition process on the glass substrate and it has been observed that the thin film produced has the expected physical properties. 0.1M magnesium acetate tetrahydrate (Mg (CH3COO) 2.4H2O) salt, dissolved in alcohols, was used as the source of Mg. MgO thin film was deposited sequentially in a single layer, two layers, three layers and four layers using with the home-made RTFC system where sequential coatings can be made. After each coating process, the sample in the film / substrate structure was subjected to intermediate heating at 100 ° C for 30s. The film thicknesses of the thin film sample obtained from the optical transmittance spectra in the range of 300-800 nm with an iterative technique were calculated as 30 nm for single layer film and 119 nm for four layered film.

Keywords

• Spin Coating System,MgO Thin Film,HDD motor control,Arduino Uno

Kaynakça

1. Arduino, 2015. http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno.
2. Balta A. K., Ertek Ö., Eker N, Okur İ., (2015) MgO and ZnO Composite Thin Films Using the Spin Coating Method on Microscope Glasses. Materials Sciences and Applications, 6, 40-47.
3. Birgin E. G., Chambouleyron I, and Martinez J. M., (1999) Estimation of optical constants of thin films using unconstraine optimization, Journal of Computational Physics, 151, 862-888.
4. Erarslan N., Güngör T., (2010) ZnO ince filmlerin kalınlıkları ve optiksel sabitlerinin noktasal kısıtlamasız minimizasyon algoritması ile belirlenmesi, Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 1-2, 181-193.
5. Peker D., Temel S., Nebi M., (2015) Mg-doped ZnO Filmsby Sol-Gel Spin Coating Method, International Journal of Scientific and Technological Research, 1,1, 263-269.
6. PicProje, 2014. http://www.picproje.org/index.php?topic=54295.0.
7. Suciu R. C., Roşu M. C., Silipas T. D., Biriş A. R., Bratu I., Indrea E., (2011) TiO2 Thin Films Prepared By Spin Coating Technique, Rev. Roum. Chim, 56 (6), 607-612.
8. Venneker B., Haziran 2013. http://bartvenneker.nl/schemas/Code_arduino_hdd.txt.