Otomotiv cam uygulamaları için kobalt katkılı nikel oksit ince filmlerin üretimi, karakterizasyonu ve optiksel özelliklerinin belirlenmesi
Production characterization and determination of optical properties of cobalt doped nickel oxide thin films for automotive glass application
Yazar: MEHMET KOPAR
Danışman: PROF. DR. CENGİZ ÖNER ; DR. TURAN GÜRGENÇ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu çalışmada, ITO camlarının yüzeyleri farklı oranlarda kobalt (Co) katkılı nikel oksit (NiO) ince filmleri ile sol-jel döndürerek kaplama yöntemi kullanılarak kaplandı. ITO camlar ilk olarak 15*15 mm ölçülerinde kesildi. Kesilen camlar sırasıyla ethanol ve methanol banyosunda ultrasonik temizleyicide temizlendi. Daha sonra saf su ile durulama işlemi yapıldıktan sonra azot gazıyla kurutuldu. Camlar temizlendikten sonra saf ve Co katkılı NiO sol-jel solüsyonları ile döndürerek kaplama cihazıyla kaplandı. Kaplama işlemi 1000 d/dk da 30 saniye süreyle gerçekleştirildi. Kaplama işlemi bittikten sonra manyetik ısıtıcıda 15 dk süreyle 150 °C de buharlaştırma işlemi yapıldı. Yapılan bu işlemler her katman için ayrı ayrı uygulanarak ITO cam yüzeyleri 3 kat kaplandı. Kaplanan cam yüzeyler 600 °C de 2 saat süreyle tavlandı.
Elde edilen numunelerin kaplanmış yüzey tabakalarının yapısal özelikleri X-ışını kırınımı (XRD), alan emisyonlu taramalı elektron mikroskobu (FE-SEM) ve enerji dağılımlı X-ışınları (EDX) ile analiz edildi. Optiksel özellikleri ultraviyole spektrometresi (UV-vis) yöntemi ile belirlendi.
Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda, Co katkı oranının artmasıyla X-ışını kırınım zirvelerinde değişimler gözlemlendi ve Co katkısına bağlı olarak ilave zirve noktaları gözlemlenmedi. Buna bağlı olarak Co katkısının NiO' in yapısına uygun olarak yerleştiği sonucuna varıldı. FE-SEM analizleri sonucunda tüm numunelerin kaplama tabakalarının nano boyutlu yapılardan oluştuğu tespit edilmiştir. UV-vis spektrometresi analizleri sonuçlarına göre Co katkı oranının artmasıyla soğurma, yansıtma ve geçirgenlik değerleri değişmiştir.

Abstract:
In this study, the surfaces of ITO glasses were coated with different proportions of cobalt (Co) doped nickel oxide (NiO) thin films using sol-gel spin coating method. ITO glasses were first cut to the size of 15 * 15 mm. The cut glasses were cleaned with ethanol and methanol bath in an ultrasonic cleaner, respectively. Then, after rinsing with distilled water, it was dried with nitrogen gas. After the glasses were cleaned, they were coated with a spin coating device with pure and Co-doped NiO sol-gel solutions. The coatinsg was carried out at 1000 rpm for 30 seconds. After the coating process was finished, evaporation was carried out in a magnetic heater at 150 ° C for 15 minutes. These processes were applied separately for each layer and ITO glass surfaces were coated in 3 layers. The coated glass surfaces were annealed at 600 ° C for 2 hours.
The structural properties of the coated surface layers of the obtained samples were analyzed by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and energy dispersive X-rays (EDX). Optical properties were determined by ultraviolet spectrometry (UV-vis) method.
As a result of the experimental studies, changes in the X-ray diffraction peaks were observed with the increase in the Co doping ratio, and no additional peaks were observed due to the Co dopant. Accordingly, it was concluded that the Co contribution was placed in accordance with the structure of NiO. As a result of the FE-SEM analysis, it was determined that the coating layers of all samples consist of nano-sized structures. According to the results of UV-vis spectrometer analysis, the absorption, reflection and transmittance values changed with the increase of the Co doping ratio.