Sol-jel yöntemiyle elde edilen alüminyum, antimon ve bakır katkılı nano tanecikli TiO2 ince filmlerinin optiksel, yapısal ve morfolojik özelliklerinin incelenmesi
The investigation of optical, structural and morphology properties of aluminum, antimony and copper doped nano particle TiO2 thin films deposited by sol-gel method
Yazar: MEHMED KOÇ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SAVAŞ SÖNMEZOĞLU
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, günümüzde her alanda yaygınlaşarak kullanılan TiO2 ince fimleri; saf, alüminyum (Al), bakır (Cu) ve antimon (Sb) katkılanarak nano tanecikli yapıda cam alttaş üzerine büyütülmüştür. Bunun için ince film üretim yöntemleri arasında basit ve uygulanabilirliği kolay olan sol-jel yönteminin daldırma ile kaplama metodu kullanılmıştır. Katkılanan metallerin TiO2'in fiziksel özellikleri üzerinde yaptığı etkiyi incelemek için üretilen ince filmlerin yapısal, morfolojik ve optik özellikleri incelenmiştir. Optiksel özelliklerini analiz etmek için enerji bant aralıkları, kırılma indisleri, sönüm katsayıları ve yüksek dielektrik sabitleri hesaplanmıştır. X-ışını kırınım spektrumları incelendiğinde elde edilen tüm ince filmlerde (101) ve (200) yöneliminde TiO2 anataz fazda tetragonal yapı ve (10-4) yöneliminde ise stokiyometrik olmayan Ti4O7 trikilinik yapısının oluştuğu görülmüştür. Ayrıca kristallerin tane boyutlarının 27.16?137.64 nm aralığında değiştiği ve nano boyutta olduğu görülmüştür. Morfolojik özellikleri için SEM görüntüleri incelendiğinde tanelerin homojen olarak dağıldığı ve yüzeye tutunmaların iyi olduğu görülmüştür. Alınan ölçümler değerlendirildiğinde filmlerin yapısal, morfolojik ve optiksel özelliklerinin katkı malzemesine göre değişiklikler gösterdiği tespit edilmiştir.

Abstract:
In this thesis study, nano-structured TiO2 thin films used nowadays commonly in all areas, were grown on the glass substrate as pure and by doping with aluminum (Al), copper (Cu) and antimony (Sb). Therefore, among the thin film production methods, sol-gel dip coating method having some benefits such as basic and easy applicable was used. In order to investigate the effect of doped metals on the physical properties of TiO2, the structural, morphological and optical properties of growth thin films were examined. To analyze of optical properties, these thin films have been calculated some optical constants, such as energy band gap, refraction index, extinction coefficient and high dielectric constants. The X-ray diffraction results showed that all of them are observed the form of tetragonal structure of the anatase phase crystal plane (101) and (200), and also non-stoichiometric Ti4O7 triclinic structure crystal plane (10-4) plane. Furthermore, it has been seen that the crystallite size of thin films varies in the range of 27.16?137.64 nm, and thus, forms nano-sized. As seen clearly SEM images for morphological properties, particles have homogeneously distributed, and well hold on to surface. The variations of structural, morphological and optical properties were observed depending of the dopant materials.