Alüminyumun (Al) yansıtma veriminin arttırılması
Increasing the reflection efficiency of aluminum (Al)
Yazar: BELGİN BALBAY
Danışman: PROF. DR. ALİ GÜROL
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Astronomi ve Astrofizik Ana Bilim Dalı / Astronomi ve Astrofizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Astronomi ve Uzay Bilimleri = Astronomy and Space Sciences
Dizin: Ayna = Mirror ; Kaplama = Coating ; Teleskop = Telescope ; Yansıma = Reflection ; Yansıtma = Reflecting ; İnce filmler = Thin films

Özet:
Amaç: Bu çalışmanın amacı yer teleskoplarında ayna malzemesi olarak en çok kullanılan metal olan Alüminyumun (Al'nin) yansıtma veriminin ince film kaplamalar vasıtasıyla iyileştirilmesidir.
Yöntem: Bu çalışmada alttaş olarak 0,25 mm kalınlık ve %99,997 saflığa sahip Al kullanılmıştır. 10x20 mm ebatlı Al levhalar üzerine ince filmler büyütülmüştür. Her bir Al levhalar %0,003 oranında metal safsızlıklar içermektedir.
RF Saçtırma (Sputter) sisteminde büyütme için, her biri 50,8 mm çapında 3,175 mm kalınlığında ve %99,99 safsızlığı olan LiF, MgF2 ve SiC hedefler kullanılmıştır. Bu hedefler kullanılarak LiF, MgF2 ve SiC ince filmler Al levhalarının aynı yüzü üzerinde ikili ve üçlü kombinasyonlar halinde büyütülüştür.
Bulgular: Al üzerine büyütülen ince filmlerin kalınlıklarının hata sınırları içerisinde aynı olduğu Elipsometre ölçümleri neticesinde belirlenmiştir. LiF üzerine MgF2 büyütülen tabakalı ince film katmanlarının Al yansıtma verimini arıttığı belirlenmiştir. Bu ikili katmanın kullanılması ile Al'un görünür ve IR bölgede %90-95 arasında olan yansıtma veriminin %20'e varan oranda arttırılabildiği tespit edilmiştir.
Sonuç: Sonuç olarak hem görünür hem de IR bölgede Al yansıtma veriminin iyileştirilmesi amacıyla Al üzerine önce LiF ve sonra MgF2 büyütülmelidir. Ancak LiF ve MgF2 ince film katmanlarının kalınlıkları değiştirilerek ölçümler yinelenmeli ve girişim etkilerinin minimum olduğu ince film kalınlıkları da belirlenmelidir.

Abstract:
Purpose: The aim of this study is to increase the reflectivity of Aluminum (Al), which is the most widely used mirror material in Earth telescopes, by means of thin film coatings.
Method: In this study, Al plates with 0.25 mm thickness and 99.997% purity was used as substrate. Thin films of LiF, MgF2, and SiC were grown on Al sheets having 10x20 mm dimensions. Each Al sheet contains 0.003% metal impurities.
For growing thin films, LiF, MgF2 and SiC targets having 50.8 mm in diameter, 3.175 mm thick and 99.99% impurities were used in the DC Sputter system. Binary and triple thin film combinations of LiF, MgF2, and SiC were grown on the same side of Al plates by using these targets.
Findings: It was determined that the thickness of the thin films grown on Al was accepted the same within the error limits according to the Ellipsometer measurements. It was determined that layered thin films grown MgF2 on LiF increased the reflection efficiency. It has been determined that the reflection efficiency of Al, which is between 90-95% in the visible and IR region, can be increased up to 20% by using this double layer.
Results: As a result, first LiF and then MgF2 thin films should be grown on Al in order to increase the reflectivity of Al in both the visible and IR regions. However, the measurements should be repeated by altering the thickness of the LiF and MgF2 thin film layers, and the thin film thicknesses at which the interference effects are minimal should also be determined.