Ag ve Cd katkılı ve katkısız Mn3o4 ince filmlerin SILAR yöntemiyle büyütülmesi ve süperkapasitör uygulamalarının araştırılması
Growth of undoped and Ag-Cd doped Mn3O4 thin films by SILAR method and investigation of their supercapacitor applications
Yazar: MANSUR ALBAYRAK
Danışman: PROF. DR. MUHAMMET YILDIRIM
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Katıhal Fiziği Ana Bilim Dalı / Fizik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Amaç: Bu çalışmanın amacı Ag-Cd katkılı ve katkısız Mn3O4 ince filmlerin SILAR yöntemiyle büyütülmesinin incelenmesi ve süperkapasitör uygulamalarının literatür araştırması yapılarak detaylı bir şekilde açıklanmasıdır.
Yöntem: Bu çalışmada, Mn3O4 ince filmleri SILAR yöntemi kullanılarak ITO taban malzeme üzerine oda sıcaklıklağında büyütülmüştür. Yapısal analiz için SEM-EDX, XRD, Raman ve optik özellikleri için de Optik Soğurma Yöntemi ile deneysel olarak belirlenmiştir. Ayrıca bu malzemelerin kapasitif özellikleri, galvanostatik şarj/deşarj (GCD) ve döngüsel voltametri (CV) testi ile incelenmiştir.
Bulgular: XRD analizinden, ince filmlerin kübik yapıya sahip olduğu tespit edilmiştir. SEM görüntüleri, SILAR yöntemi ile büyütülen ince filmlerin tanecikli periyodik yapıda büyüdüğünü ve hemen hemen homojen olduğunu göstermiştir. Optoelektronik aygıtlar için çok önemli bir parametre olan optik bant aralığı için soğurma ölçümleri değerlerine bakılmıştır. Ayrıca EDX tekniği ile bileşikteki elementlerin eksiksiz olarak ve numunelerin kapasitif özellik gösterdiği tespit edilmiştir.
Sonuç: SILAR yöntemi ile büyütülen numulerin katkı oranlarının değiştirilmesinin malzemenin yapısal, morfolojik ve optik özellikleri üzerine etkileri değerlendirilmiş ve analiz edilmiştir. Katkısız Mn3O4 ince film numunesinin spesifik kapasitans değeri, 1 A g-1 akım yoğunluğunda yaklaşık değeri 230 F g-1 olarak bulundu ve artan katkı miktarıyla da bu değerin arttığı gözlenmiştir.

Abstract:
Purpose: The aim of this study is to examine the growth of Ag-C undoped and doped Mn3O4 thin films using the SILAR technique and to explain supercapacitor applications in detail by conducting a literature search.
Method: In this study, Mn3O4 thin films were grown on different ITO substrates at room temperature using the SILAR method. It was determined experimentally by SEM-EDX, XRD, Raman for structural analysis and Optical Absorption Method for optical properties. Additionally, the capacitive properties of these materials were examined by galvanostatic charge/discharge (GCD) and cyclic voltammetry (CV) testing.
Findings: From XRD analysis, the thin films were found to have a cubic structure. SEM images showed that the thin films grown by the SILAR method grew in a granular periodic structure and were almost homogeneous. Absorption measurement values were examined for the optical band gap, which is a very important parameter for optoelectronic devices. In addition, with the EDX technique, it was determined that the elements in the compound were complete and the samples showed capacitive properties.
Results: The effects of changing the doping ratios of the samples grown with the SILAR method on the structural, morphological and optical properties of the material were evaluated and analyzed. The specific capacitance value of the undoped Mn3O4 thin film sample was found to be approximately 230 F g-1 at a current density of 1 A g-1, and it was observed that this value increased with increasing doping amount.