Sprey piroliz yöntemi kullanılarak TiO2 ince filminin üretimi ve metal/TiO2/Sİ MIS yapılarda uygulanması
Production of TiO2 thin film using spray pyrolyse method and its application in metal/TiO2/Sİ MIS structures
Yazar: MEHMET MURAT AKKUŞ
Danışman: PROF. DR. ÖMER GÜLLÜ
Batman Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Günümüzde titanyum dioksit (TiO2), yapısal olarak beyaz toz halinde bulunan nano tanecikli yapısı ve ekonomik olması olağan üstü fiziksel ve kimyasal özellikleri nedeniyle en fazla araştırma yapılan metal oksit maddelerinden birisidir. Bu çalışmalarda titanyum dioksitin çok farklı kullanım alanlarına sahip olduğu görülmektedir. Gaz algılama, su arıtma, elektrokromik cihazlar, fotovoltaik hücre vb. gibi çok çeşitli uygulama alanları bulunmaktadır. Bu malzemeler, sol-jel, fiziksel buhar büyütme, kimyasal buhar büyütme ve elektrodepozisyon dahil olmak üzere farklı yöntemlerle sentezlenebilir. 
Bu tez çalışmasında sprey piroliz yöntemi kullanılmıştır. TiO2 ince tabakalar cam altlıklar ve inorganik yarıiletken Si (silisyum) altlık üzerine kaplanmıştır. Bu yöntem, düşük maliyetli ve kontrolü kolay bir yöntemdir. Altlıklar kimyasal temizleme işlemi yapıldıktan sonra sprey piroliz tekniği ile 25 cm yükseklikten yatay eksende 3 saniye hareketle cam altlık kaplanmıştır. Kaplama işlemi 80 ℃'de sabit sıcaklıkta tutularak yapılmıştır. Si kristali üzerine ince katmanlı tabaka oluşturulduktan sonra, üst tarafına Al metali fiziksel buharlaştırma yöntemi (PVD) ile buharlaştırıldı. Bu çalışma sonucunda TiO2 ince tabakaların yoğun ve düzgün olduğu saptanmıştır. Cam altlık üzerine oluşturulan TİO2 ince katmanlı tabakanın morfolojik yapısı ve optik özellikleri araştırıldı. Metal/TiO2/Si diyot arayüzeyleri ve elektriksel özellikleri, karanlık ortamda akım-voltaj (I-V) ve kapasitans-voltaj (C-V) ölçümleri ile araştırılmıştır.

Abstract:
Today, titanium dioxide (TiO2) is one of the most researched metal oxide materials due to its nanoparticle structure, which is structurally in the form of white powder, and its economic and extraordinary physical and chemical properties. In these studies, it is seen that titanium dioxide has very different usage areas. Gas detection, water treatment, electrochromic devices, photovoltaic cell, etc. It has a wide variety of application areas such as These materials can be synthesized by different methods, including sol-gel, physical vapor growth, chemical vapor growth and electrodeposition.
In this thesis, spray pyrolysis method was used. TiO2 thin films were coated on glass substrates and inorganic semiconductor Si (silicon) substrate. This method is low cost and easy to control. After the bases were chemically cleaned, the glass substrate was covered with the spray pyrolysis technique from a height of 25 cm in a horizontal axis for 3 seconds. The coating process was carried out at a constant temperature of 80 °C. After forming a thin layer on the Si crystal, Al metal was evaporated on the upper side by physical evaporation method (PVD). As a result of this study, it was determined that the TiO2 thin films were dense and smooth. The morphological structure and optical properties of the TIO2 thin-layer film formed on the glass substrate were investigated. Metal/TiO2/Si diode interfaces and their electrical properties were investigated by current-voltage (I-V) and capacitance-voltage (C-V) measurements in dark environment.