Mg katkısının nanoyapılı ZnO/CuO kompozit ince film yapılarının oda sıcaklığında terleme düzeyini algılama özelliklerine etkisinin incelenmesi
Investigation of  Mg-doping effects  on the hydration level monitoring properties of nanostructured ZnO/CuO composite films at room-temperature
Yazar: EZGİ ASFUROĞLU COŞKUN
Danışman: PROF. DR. BÜNYAMİN ŞAHİN
Hatay Mustafa Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyofizik = Biophysics ; Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu yüksek lisans tez çalışmasında cam altlıklar üzerine SILAR yöntemi ile büyütülen katkısız ve Mg katkılı ZnO/CuO nanokompozit ince filmlerin terleme düzeyini algılama özellikleri araştırılmıştır. Hazırlanmış olan filmlerin,  yapısal özelliklerini X-ışını difraksiyonu (XRD), yüzey morfolojilerini taramalı elektron mikroskobu (FESEM) ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ile elementel kompozisyonlarını elektron geri saçılım difraksiyonu  (EDS) ve optiksel özellikleri de UV-Vis. spektrometre ile belirlenmiştir. Hazırlanan bu örneklerin beş farklı ter konsantrasyonlarına verdikleri tepki ölçümleride amperometrik yöntem kullanılarak (I-V ölçümü) gerçekleştirilmiştir. Yapısal ve morfolojik analizler ZnO/CuO kompozit örneklerin yüzey özellikleriyle beraber parçacıkların dağılımının ve boyutlarının, büyütme çözeltisi içerisindeki Mg miktarına bağlı olarak değiştiğini ortaya koymaktadır. Üretilmiş filmlerin bant aralığı değerlerinin (Eg) aynı şekilde artan Mg konsantrasyonuna bağlı olarak arttığı gözlemlenmiştir. Terleme düzeyi takibine ilişkin incelemeler ise oda koşullarında umut vadedici bir algılamanın varlığını ortaya koymaktadır. Mg katkılanmış örnekler, gerek düşük gerekse yüksek yapay ter çözeltileri için önemli derecede bir algılamanın varlığı gözlemlenmiştir. %2 Mg katkılı ZnO/CuO örneği, yapılan kapsamlı deneylerin sonucunda, yaklaşık 29 saniye gibi kısa bir sürede tepki vererek kararlı bir akım oluşturmuştur. Mg katkılanması ile başlıca fiziksel özelliklerin daha da geliştirildiği ZnO/CuO kompozit film yapıların, terleme düzeyi takibi amaçlı geliştirilmesi düşünülen teknolojik ürünlerin kullanımı için iyi bir aday olduğu gözlemlenmiştir.

Abstract:
In this master thesis, we have investigated the impact of magnesium (Mg) doping on the  hydration level monitoring properties of ZnO/CuO nanocomposite thin films grown on glass substrates prepared by the SILAR method. The structural, morphological, optical and hydration level monitoring properties of the grown nanostructured ZnO/CuO samples were characterized via X-Ray diffraction (XRD) analyses, Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), atomic force microscope (AFM), elemental composition with EDS, Ultraviolet–Visible Spectroscopy (UV-Vis.) and current–voltage (I–V) measurements. For the determination of  hydration level monitoring properties of the nanostructured bare and Mg-substituted ZnO/CuO composites, we organized a systematic approach where five different concentrations of sweat solutions were dropped onto the samples. The structural and morphological analyses exhibited that the size and distribution of the particle and surface  properties of the ZnO/CuO composite samples were affected by the content of magnesium in the growth solution.  Band gap values (Eg) of the films increased with increasing Mg doping content. Hydration level Sensing response investigations exhibited promising sensing behavior at room temperature. The Mg-substituted films showed significant sensing response for low and high concentration artificial sweat solution. The extensive analysis of the sweat response presented that response time is less than 29 seconds for 2 % Mg-substituted ZnO/CuO sample. These improved main physical properties  also indicated that Mg substituted-ZnO/CuO films are good candidates to be employed for hydration level monitoring of human sweat.