Rf manyetik sıçratma yöntemiyle üretilen bakır oksit, bakır nitrit ve bakır oksinitrit ince filmlerin bazı kristal yapı ve optiksel özelliklerinin incelenmesi
Investigation of some crystal structure and optical properties of copper oxide,copper nitride and copper-oxynitride thin films produced with the method of rf magnetron sputtering system
Yazar: BİROL GEÇİCİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞADAN KORKMAZ
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Katıhal Fiziği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasının amacı, RF Sıçratma yöntemi ile cam alttaş üzerine reaktif/taşıyıcı gaz oranlarını değiştirerek bakır oksit, bakır nitrit ve bakır oksinitrit ince filmleri üretmek, karakterizasyonlarını yaparak kullanım alanlarının temelini oluşturmaktır. Alttaş malzeme olarak yalıtkan ve şeffaf materyallerden olan cam kullanılmıştır. İnce film üretimleri her alttaş için tek katman olarak 14 ayrı deney olarak gerçekleştirilmiştir. Deney parametreleri reaktif gaz/gazlar ve taşıyıcı gaz oranları hariç tüm üretimler için sabit tutulmuştur. Reaktif gaz oranları bakır oksit ve bakır nitrit için %10, 30, 50, 70 ve 90 olarak belirlenmiştir. Bakır oksinitrit için iki reaktif gaz oranı da %15, 25, 35 ve 45 olarak belirlenmiştir. Üretilen bakır oksit, bakır nitrit ve bakır oksinitrit ince filmlerin yapısal, yüzeysel ve optiksel özellikleri uygun ölçüm teknikleri ile belirlenmiştir. İnce film tabakaların kalınlıkları Filmetrics F20 cihazı tarafından 85-200 nm arasında ölçülmüştür. XRD ölçümleri sonucunda üretilen ince filmlerin kristal yapıları tespit edilmiştir. Tauc yöntemi kullanılarak optiksel yasak enerji aralıkları belirlenmiştir ve doğrudan band geçişli oldukları görülmüştür. Üretilen ince filmlerin yasak enerji aralıkları en düşük 1,49 eV ile en yüksek 1,78 eV. arasında değişmektedir. Atomik kuvvet mikroskobu yüzey özellikleri incelendiğinde üretimlerin pürüzsüz ve simetrik yapıda oldukları tespit edilmiştir.

Abstract:
The aim of this thesis, it is to produce copper oxide, copper nitride and copper-oxynitride thin films on glass substrates by using RF magnetron sputtering method and to form the fundamental for usage areas by making characterizations. Glass was used as a substrate which is insulator and transparent. For fabrication of thin films, the only single layer was employed for each substrate, 14 experiments for each substrate carried out. All experimental parameters keep constant for all fabricated films except the gas ratio of reactive gas/gasses and buffer gas. The gas ratios for copper oxide and copper nitride were considered %10, 30, 50, 70 and 90. For copper-oxynitride both of two reactive gas ratios were considered as %15, 25, 35 and 45. The morphological, surface and optical properties of the thin films have been determined by suitable measurement techniques. The thickness values of the thin film layers were measured between 85–200 nm by Filmetrics F20 device. The crystallite structure of the produced thin films were defined through XRD measurement results. The optical band gap values of the films were estimated using Tauc method and direct band transition in the samples has been observed. In the prepared thin films, the calculated band gap values were changed between 1.49 eV to 1.78 eV. According to atomic force microscope for the surface properties, the low roughness structure was detected for thin films deposited on glass substrates.