Katkılandırılmış TiO2 ince filmlerin üretilmesi, karakterizasyonu ve sensör olarak uygulamalarının araştırılması
Doped TiO2 thin films: Producing, characterisation and investigation of applications as a sensor
Yazar: ALİRIZA SAYIN
Danışman: PROF. DR. MAHMUT KEMAL KIYMIK
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Gaz sensörü = Gas sersor ; Nem sensörleri = Humidity sensors ; Oksijen sensörü = Oxygen sensor ; Yarı iletken ince filmler = Semiconductor thin films

Özet:
TiO2 birçok alanda gerek uygulama gerekse araştırma malzemesi olarak önemli bir araştırma konusudur. Bu çalışmada sol-jel metodu kullanılarak TiO2 saf haliyle birlikte, Alüminyum (Al) ve Bakır (Cu) ile %5 oranında katkılandırılmış ve elde edilen bu yeni malzemeler çeşitli açılardan araştırılmıştır. Malzemeler sol jel yöntemi kullanılarak cam altlıklar üzerinde üretilmiştir. İncelemeler yapısal, yüzeysel, optik, nem ve gaz algılama ve fotokatalitik başlıklarıyla gerçekleştirilmiştir. Yapısal analiz ile malzemenin karakteristik özellikleri ortaya çıkarılmaya çalışılırken, Elektron mikroskop görüntüleri yüzey yapısı hakkında fikir sunmuştur. Saf, Cu ve Al katkılı TiO2'in nem ve O2 ve CO2 gazlarına karşı sensör özellikleri de araştırılmıştır. Üretilen malzemeler fotokatalitik ve optik, özellikleriyle de ele alınmıştır. Morötesi ışın (UV) altında belirli oranda kimyasal ile kontamine edilmiş suda fotokatalitik parçalama incelenmiştir.
Bu tez çalışmasında, bilgisayar kontrollü gaz akış sistemi algılama süreçlerinde QCM referans frekansındaki kaymalar ölçülmüştür. Böylece filmlerin seçicilik, duyarlılık ve kararlılık özellikleri hakkında bilgi edinilmeye çalışılmıştır.
Çalışmada sol gel yöntemi ile üretilen katkısız ve katkılı ince filmlerin yapısal, optik ve bağıl neme karşı olan hassasiyetleri hakkında elde edilen bilgiler ilerideki gaz sensörü ve fotokatalitik çalışmalarına katkı sağlaması bakımından önemlidir.

Abstract:
TiO2 is a popular material in many areas for search or applications. Its versatility is the main reason for popularity. In this thesis, TiO2 doped in the rate of %5 with Aluminum (Al) and Copper (Cu). Three types of TiO2 (pure, Cu and Al doped) materials are analyzed in various aspects. All materials are produced by using sol-gel techniques on the glass bases. Analyses focus on structural, surface morphology and optical. Three types of material examined for their gas and humidity sensing and photocatalytic features. Structural analysis brings out the characteristic properties, electron microscopy images ensured surface morphology information. Pure, Cu and Al doped TiO2 materials are investigated to observe whether they can be used as gas and/or humidity sensor or not. Photocatalytic and optic features are examined; their optical refractances and transmittance measurements are measured. The materials are used as photocatalytic degrader in specifically contaminated water. 
Computer controlled gas flow system is used for gas and humidity sensing. The materials are covered as a thin film on the Quartz Crystal Microbalance (QCM) sensor and they are used in the gas flow system to find out how the reference frequency shifted by the humidity and various gases. The frequency shifts are measured and commented about the selectivity, sensitivity and stability of the materials.
The work produced important information of pure, Cu and Al doped TiO2 thin films on the structural, optical morphological aspects. The other information that has been released from the work is how the materials can be used as gas and humidity sensor and photocatalytic degradation.