Nikel oksit filmlerinin farklı yöntemlerle elde edilmesi ve bazı fiziksel özelliklerinin incelenmesi
Deposition of the nickel oxide films with different methods and investigation of some of its physical properties
Yazar: TURAN TAŞKÖPRÜ
Danışman: DOÇ. DR. EVREN TURAN ; PROF. DR. MUHSİN ZOR
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Dönüşümlü voltametri = Cyclic voltammetry ; Elektrokimyasal özellikler = Electrochemical properties ; Mikroskopi-elektron taramalı = Microscopy-electron scanning ; Raman spektroskopisi = Raman spectroscopy ; Ultrasonik püskürtme = Ultrasonic spraying ; X ışını kırınımı = X ray diffraction ; Yarı iletken filmler = Semiconductor films

Özet:
Bu çalışmada, nikel oksit filmler kimyasal banyo depolama (CBD), ardışık iyonik tabaka adsorpsiyon ve reaksiyonu (SILAR), sol-jel döndürerek kaplama, ve ultrasonik püskürtme yöntemleri kullanılarak cam ve FTO kaplı cam altlıklar üzerine elde edilmiştir. Numunelerin bazı fiziksel özellikleri incelenmiştir. X-ışını kırınım desenlerinden elde edilen tüm NiO filmlerinin polikristal ve yüzey merkezli kübik yapıda oldukları belirlenmiştir. Tanecik boyutlarının filmleri elde etme yöntemi ve deney parametrelerine bağlı olarak 10- 33 nm arasında değiştiği belirlenmiştir. FT-IR ve Raman spektroskopileri kullanılarak elde edilen filmlerin yapısal özellikleri incelenmiştir. Numunelerin yüzey morfolojisi analizleri alan emisyon taramalı elektron mikroskobu (FESEM) ile incelenmiştir. Yüzey morfolojilerinin film elde etme yöntemi ve deney parametrelerine bağlı olduğu görülmüştür. CBD yöntemiyle elde edilen filmler nano flake ve nanosheet formunda iken diğer yöntemler elde edilen filmlerin küçük taneciklerle kaplı film yüzeyine sahip oldukları gözlenmiştir. Filmlerin yasak enerji aralıklarının direkt bant geçişli oldukları ve enerji aralıklarının yaklaşık 3,37 - 3,93 eV arasında  değiştiği saptanmıştır. Elde edilen NiO filmlerinin elektrokimyasal davranışları dönüşümlü voltametri (CV) ile 0,3 M KOH çözeltisi içersinde analiz edilmiştir. Numunelerin elektrokromik uygulamalar için tekrar edilebilirliği ve tutarlılığı incelenmiştir.

Abstract:
In this study, nickel oxide films have been produced by  chemical bath deposition (CBD), successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR), sol- gel spin coating and ultrasonic spray pyrolysis methods using glass and florine-doped tin oxide (FTO) coated glass substrates. Some physical poperties of the films have been examined. X-ray diffraction spectra showed that NiO films are polycrystalline having face centered cubic in structure. Crystallite sizes of the samples varied in the range from10 to 33 nm depending on the deposition method and experimental parameters.  FT-IR and Raman studies have been carried out to characterize the structural properties of the films. The morphological properties of the films have been investigated by field emission scanning electron microscope (FESEM). FESEM results revealed that morphological properties of the samples depend on the depeosition method and experimental paramaters. While the films deposited by CBD have morphology with nanoflake and nanosheets structures, the others fine grains covered on the surface.  The materials have exhibited direct band gap characteristics and the band gap values of the samples are in the range of 3.37–3.93 eV. The electrochemical behaviour of the NiO films was studied by means of cyclic voltammetry in 0.3 M KOH solution. The reversibility and stability of samples were investigated for electrochromic applications.