Molibden oksit ince filmlerin saçtırma metodu ile büyütülmesi ve karakteristiklerinin incelenmesi
Growth and characterization of MoO3 thin films with RF sputtering
Yazar: AYLAR FEIZOLLAHI VAHID
Danışman: DOÇ. DR. EMRE GÜR
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı / Nanoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu çalışmada MoO3 ince filmler,MoO3hedefi (%99.99saflığında) kullanılarakcam, kuartz, kaynaşmış silica, p- ve n- tipi silisyum alttaşlar üzerinde300°C'de farklı Radyo Frekansı (RF) güçleri ve oksijen gaz akışı ortamında büyütülmüştür. Filmler üzerinde RF güç kaynağının25-100 Watt arası değiştirilerek yapılan çalışmada,yüksek RF güçlerinde büyütülen filmlerin daha iyi optik ve yapısal karakteristikler gösterdiğigözlemlenmiştir. Bu yüzden oksijenakış oranının etkisininincelenmesi için yapılan çalışmalardaRF güç kaynağı80 Watt'a sabit tutulmuş ve oksijen akışı 0,75-1,25 sccm arasında değiştirilerek filmler büyütülmüş ve filmlerin kimyasal, optiksel ve yüzey morfolojisi sistematik olarak incelenmiştir.XRD sonuçlarına göre farklı RF güç kaynaklarında büyütülen filmlerde,artan RF güç miktarı ile filmlerdeki ara fazların azaldığı veoksijen eksikliğine işaret eden MoO2 fazları gözlenmiştir. Farklı oksijen gaz akışı ortamında büyütülen filmlerde ise safα-MoO3fazı gözlenmiştir. Filmlerin yüzey morfolojisiAtomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile karakterize edilmiştir.AFM sonuçlarına görefilmlerin hepsihomojen ve üniform olarak kaplandığı ve yüzeylerde küresel birleşmiş tanelerin olduğu gözlenmiştir.Ayrıca ister değişik RF güç kaynaklarında büyütülen filmler olsun, isterse farklı oksijen gaz akışında büyütülen filmlerde olsunfilmlerin yüzeypürüzlülüğü güç ve oksijen miktarı arttıkça arttığı gözlenmiştir. RF güç kaynağı arttıkça filmlerin yasak enerji band aralığı azalırken, oksijen gaz akımı arttığında bu durumun tersinin gerçekleştiği ve filmlerin yasak enerji band aralığının 2.99 eV'tan 3.14 eV'ta doğruyükseldiği gözlenmektedir. Sonuç olarak MoO3hedefi kullanarak RF saçtırma yöntemiyle büyütülen filmlerde saf α-MoO3fazını elde etmek için en uygun büyütme şartları belirlenmiş ve daha iyi optik ve yapısal karakteristiklere sahip filmlerin, RF güç kaynağı 80 Wattve1-1,25 sccm oksijen gaz akışı durumlarında büyütüldüğü durumlarda elde edildiği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In this study MoO3 thin films withMoO_3target (of 99.99% purity) using glass, quartz, fused silica, and p and n on type silicon substrate 300chas been produced in different RF power source and the oxygen gas stream conditions. For the first time, the RF power supply Changeable effect on films, exploring in this study, RF power source is changed between 25 -100 Watt. Resulting in films, the best results were observed in films deposited 75 to 100 Watts. So in other films, to examine the effects of oxygen changes, decisions being fixed RF power supply was administered to 80 watts. Varying the amount of oxygen gas flows from 0.75 to 1.25 sccm, films chemical, optical and surface morphology were to be examined systematically. The results of the films grown in different RF power supply according to the XRD results, when the power increase, if intermediate phases was decrease, we saw the MoO_2 phases that pointing the bad oxidizing state. In the films deposited at different oxygen current environment, we see the pure α-phase MoO_3. 
According to the results EDAX shows the characteristic components of the films, the films deposited at different RF power, atomic oxygen content of the films by RF power increases (although atomic O%) increased, it is seen that the stoichiometry close to the films of films deposited with 75 watts.The surface morphology of the film was characterized with AFM and SEM. According to the results of AFM, results are all covered as homogeneous and uniform. Also whether films deposited at various RF power source, whether films deposited at different oxygen flow if you want, we can see that the surface roughness of film and the power increased by oxygen content increases. When the RF power supply increase and decreasing of the optical bandgap, if oxygen gas flow is increased, we saw the situation reversed and optical bandgap of films increase from 2.99 eV to 3.14 eV. As a result, using MoO_3 target in films grown by RF sputtering method, the best RF power supply can be adjusted to obtain the pure α- MoO_3 phase, the result is 80 watts' power and 1 to 1.25 sccm oxygen gas flow required.