Çeşitli konsantrasyonlarda kobalt (Co), nikel (Ni), bakır (Cu) ve çinko (Zn) katkılanarak üretilen WO3 ince filmlerinin elektronik ve yapısal özelliklerinin incelenmesi
Investigation of electronic and structural properties of WO3 thin films produced by doping cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu) and zinc (Zn) in various concentrations
Yazar: BETÜL DEMİREZEN
Danışman: PROF. DR. ÖMER SÖĞÜT
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Dedektörler = Detectors ; EDXRF tekniği = EDXRF technique ; Malzeme bilimi = Material science ; Radyasyon = Radiation ; Radyasyon dedektörü = Radiation detector ; Radyasyon fiziği = Radiation physics ; Radyasyon sayacı = Radiation counter ; Radyasyon ölçüm tekniği = Radiation measurement technique ; X ışını = X ray ; X ışını spektroskopisi = X ray spectroscopy

Özet:
Bu çalışmada sprey piroliz yöntemi ile 450 oC taban sıcaklığındaki cam altlıklar üzerine çeşitli konsantrasyonlarda Ni, Co, Cu ve Zn geçiş metalleri katkılanarak tungsten oksit (WO3) ince filmleri üretildi. Üretilen tungsten oksit ince filmlerin elektronik özellikleri X-ışını flüoresans tekniği (XRF) ile analiz edildi. Yapısal ve morfolojik özellikleri ise XRD ve SEM-EDX cihazları ile incelendi. Numuneleri uyarmak için 5 Ci (~185 GBq) şiddetine sahip, 59.543 keV enerjili ışın yayınlayan 241Am radyoaktif kaynağı kullanıldı. İnce filmlerden yayınlanan karakteristik X-ışınlarını saymak için rezülasyonu 5.96 keV'de 180 eV olan HPGe dedektörü kullanıldı. WO3 ince film numunelerine katkılanan geçiş metallerinin atomik yüzde konsantrasyonlarının artmasıyla Kβ/Kα X-ışını şiddet oranlarının da arttığı gözlemlendi. WO3 ince film numunelerindeki tungsten metalinin atomik yüzde konsantrasyonunun artmasıyla Lβ/Lα X-ışını şiddet oranlarının da arttığı tespit edildi. XRD incelemelerinde katkısız tungsten oksit ile nikel, kobalt ve bakır katkılı ince filmlerin amorf yapıya sahip olduğu, çinko katkılı tungsten oksit ince filminin ise monoklinik yapıya sahip olduğu tespit edildi.

Abstract:
In this study, tungsten oxide (WO3) thin films were produced by doping various concentrations of Ni, Co, Cu and Zn transition metals on glass substrates at a base temperature of 450 oC by spray pyrolysis method. Electronic properties of the produced tungsten oxide thin films were analyzed by X-ray fluorescence technique (XRF). Structural and morphological properties were examined with XRD and SEM-EDX devices. To excite the samples, a 241Am radioactive source was used, emitting photons with an intensity of ~5 Ci (~185 GBq) and an energy of 59.543 keV. An HPGe detector with a resolution of 180 eV at 5.96 keV was used to count the characteristic X-rays emitted from thin films. It was observed that Kβ/Kα X-ray intensity ratios increased as the atomic percentage concentrations of transition metals doped into WO3 thin film samples increased. It was determined that as the atomic percentage concentration of tungsten metal in WO3 thin film samples increased, the Lβ/Lα X-ray intensity ratios also increased. In XRD examinations, it was determined that undoped tungsten oxide and nickel, cobalt and copper-doped thin films had an amorphous structure, while zinc-doped tungsten oxide thin films had a monoclinic structure.