Tavlama sıcaklığının nano ölçekli vanadyum oksit ince filmlerin optik ve elektriksel özelliklerine etkisinin incelenemesi
Study of annealing temperature effects on optical and electrical properties of nano sized vanadium oxide thin films
Yazar: PINAR BİLGİÇ
Danışman: DOÇ. DR. RAMİS MUSTAFA ÖKSÜZOĞLU
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Elektriksel özellikler = Electrical properties ; Optik özellikler = Optical properties ; Tavlama = Annealing ; Vanadyum oksit = Vanadium oxide

Özet:
Bu tezde vurmalı DC magnetron sıçratma metodu ile farklı altlıklar üzerine üretilmiş nano boyutta vanadyum oksit ince filmlerinin tavlama sıcaklığına bağlı değişimi incelenmiştir. İnce filmlerin karakterizasyonları FT-IR (fourier dönüşümlü kızıl ötesi), UV-Vis-NIR (ultra viyole-görünür bölge-yakın kızıl ötesi), Raman spektroskopileri, AFM (atomik kuvvet mikroskobu), FPP (dört nokta prob tekniği), XRD (X-ışını kırınımı) ve XPS (X-ışını foto elektron spektroskopisi) metotları ile gerçekleştirilmi?ştir. Tavlama sıcaklığının ve altlığın etkisinin incelenmesi için SiO2 ve Si/SiO2 altlıklar üzerine üretilen filmler, 75-230ºC aralığında belirli sıcaklıklara tavlanmış, karakterizasyonları yapılmış? ve tavlanmamış film özellikleri ile karşılaştırılmıştır. Filmlerin V6O13+V2O5+VO2 türlerinin birleşiminden oluştuğu tespit edilmiştir. Topografik özelliklerin, bu filmler için optik ve elektriksel özelliklerden ve tavlama sıcaklığından bağımsız olduğu ancak altlığın pürüzlülüğü ile tamamen ilişkili olduğu belirlenmiştir. Optik özelliklerin tavlama sıcaklığına bağlı olarak belirgin biçimde değişmediği, ancak elektriksel özelliklerin iyileştirilebileceği gösterilmiştir. Çalışmanın sonucunda oda sıcaklığı civarında geçiş özelliği gösteren, UV ışığı tamamen absorbe eden, TCR değerleri yüksek, nano boyutlu, karışık fazlı vanadyum oksit ince filmler üretilmiştir.Anahtar Kelimeler: Vurmalı DC, Vanadyum Oksit, Optik Özellikler, Elektriksel Özellikler, Tavlama

Abstract:
In this thesis, optical, electrical and structural characterization before and after annealing of pulsed DC magnetron sputter deposited, nano sized vanadium oxide thin films on different substrates were investigated. Thin film characterizations carried out with FT-IR (fourier transform infarred), UV-Vis-NIR (ultraviolet-visible-near infrared) and Raman spectroscopies, AFM (atomic force microscopy), FPP (four point probe), XRD (X-ray diffraction) and XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) methods. For the purpose of analysing the effects of substrates and annealing temperature, thin films has been deposited on to two different substrates, amorphous SiO2 and Si/SiO2, annealed at specific temperatures between 75-230ºC, characterized and compared with unannealed films. It?s determined that all films are composed of V6O13, V2O5 and VO2 species. Topographic features for these films, optical, electrical properties and annealing temperature were found to be independent, but are completely dependent on the roughness of the substrate. Depending on the annealing temperature, optical properties of vanadium oxide thin films don?t change significantly, but it?s shown that electrical properties can be improved. As a result of the study, nano-sized, mixed-phase vanadium oxide thin films, which absorb UV light completely, showing a transition near room temperature, with a high TCR (temperature coefficient of resistance) value were produced.Anahtar Kelimeler: Pulsed DC, Vanadium Oxide, Optical Properties, Electrical Properties, Annealing