Fiziksel buhar biriktirme (PVD) metodu ile kalay oksit (SnO2) filmlerin üretilmesi ve mekanik özelliklerin incelenmesi
The production of tin oxide (SnO2) films by physical vapor deposition (PVD) method and investigation on mechanical properties
Yazar: SEHER TAŞ ANLI
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET FARUK EBEOĞLUGİL
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Pelet = Pellet ; İnce filmler = Thin films

Özet:
Yarıiletken teknolojisi gaz sensörlerinde önemli bir kullanıma sahiptir. Kalay oksit bir yarı iletkendir ve yapısının elverişliliği sayesinde ince filmler olarak en önemli yeri gaz sensörü alanındaki uygulamalardır. Bu çalışmada homojen ve kararlı yapıda kalay oksit ince filmler üretmek amacıyla Fiziksel Buhar Biriktirme (PVD) tekniği ile ince filmler üretilmiştir. Çalışmada ayrıca bu teknikte ince filmler oluşturmak için kullanılan ve 'Target' adı verilen belli çap ve kalınlığa sahip disk şeklinde olan ve tozların preslenmesi ile pelet haline getirilen bu malzemenin de üretimi yapılmıştır. Bu amaca yönelik, katkılı ve katkısız kalay oksit tozların üretimi sol-jel yöntemiyle gerçekleşmiştir. Bu tozlara belli çaptaki kalıpta otomatik hidrolik preste ön şekillendirme yapılıp, soğuk izostatik presleme (CIP), sıcak izostatik presleme (HIP) preslere preslenerek peletler oluşturulmuştur. Katkılı ve katkısız bu peletlerden ve ticari olarak satın alınan kalay (Sn) metal ve kalay oksit target kullanılarak DC ve RF sputter cihazlarında kalay ve kalay oksit filmler üretilmiş ve termal oksidasyonu oksijen tüp fırınında yapılarak SnO2 filmlere dönüştürülmüştür. Toz, pelet ve ince film formunda yapılan bu üretimlerin kompozisyon ve tüm karakterizasyon incelemeleri için, X-Işını Difraktometresi (XRD), Taramalı  Elektron Mikroskobu (SEM) ve Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM), X-Işın Fotoelektron Spektroskobisi (XPS), Fourier Dönüşüm İnfrared Radyasyonu (FT-IR), Diferansiyel Termal Analiz ve Gravimetri (DTA-TGA), Zeta Potensiyel Partikül Boyut Dağılım Analizi, İki Boyutlu Yüzey Profilometresi ve Nanoindentasyon cihazları kullanılmıştır.

Abstract:
Semiconductor technology also has an important use in gas sensors and tin oxide is a semiconductor and its the most important site is the applications in the field of gas sensor as a thin film due to the suitability of its structure. In this project, often preferred Physical Vapor Deposition (PVD) method utilized in order to produce homogeneous and stable and tin oxide thin films and these films were aimed to increase with improving of structural, electrical and mechanical properties. In addition, this technique is used to create thin films and called target, which have specific diameter and thickness of the disk shaped, has been produced in the form of the pellet by pressing of the powder. By this aimed, pure and element doped tin oxide powders were synthesized via sol-gel processing successfully. These powders were formed pellets in molds with a certain diameter with cold isostatic pressing (CIP), hot isostatic pressing (HIP), automatic hydrolic presses pressed. In addition, thin films manufactured in the DC and RF Sputtering machine using commercially purchased tin metal target and tin oxide target films are made thermal oxidation in oxygen tube furnace to the tin films transformed into semiconductor tin oxide films.  The obtained tin oxide powders, pellet and films characterizations were investigated using X-ray difractometer (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Atomic Force Microscopy (AFM), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Fourier Transform Infrared (FT-IR) and Differential Thermal Analysis (DTA-TGA), Zeta Potential Particle Size Analysis, Surface Roughness and Nanoindentation testing devices are used.