Dekstrin ve kumarin katkılı TiO2 filmlerin optik ve morfolojik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of optical and morphological properties of dextrin and coumarin doped TiO2 films
Yazar: DENİZ DİKÇE
Danışman: PROF. DR. İDRİS SORAR
Hatay Mustafa Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Titanyum dioksit (TiO2), parlaklık, toksik olmaması, saf beyazlığa sahip olması, fiziksel ve kimyasal kararlığa sahip olması gibi özelliklerinden dolayı yaygın şekilde kullanılan, üzerinde araştırmalar yapılan bir malzemedir. Maliyetinin düşük olması nedeniyle de çeşitli alanlarda kullanılmaktadır.
Bu çalışmada sol-jel kaplama yöntemi kullanılarak mikroskop cam taşıyıcılar üzerine çeşitli fiziksel ve kimyasal koşullar altında kumarin ve dekstrin katkılı TiO2 filmler hazırlanmıştır. Kaplama işlemi için kullanılan TiO2 çözeltisi uygun miktarda titanyum (IV) n-bütoksit, asetik asit ve etanol içermektedir. Filmler taşıyıcılar üstüne döndürerek kaplama yöntemi kullanılarak hazırlanmıştır. Kaplanan filmler 550 oC de 90 dakika ısıl işleme tabi tutulmuştur ve elde edilen filmler analiz edilmiştir.
Filmlerin yapısal analizi X-ışınları kırınımı (XRD) kullanılarak yapılmıştır. Filmlerin anataz yapıda olduğu belirlenmiştir. Kumarin katkılı TiO2 filmlerin yasak enerji aralığının 3.88 eV ile 3.91 eV arasında değiştiği hesaplanmıştır. Dekstrin katkılı TiO2 filmlerin yasak enerji aralığının ise 3.81 eV ile 3.87 eV arasında değiştiği hesaplanmıştır. Optik ölçümlerde dekstrin ve kumarin katkılı filmlerin yüksek geçirgenliğe ve düşük soğurmaya sahip olduğu belirlenmiştir. Kumarin ve dekstrin katkılı TiO2 ve katkısız TiO2 filmlerin yüzey yapıları Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Hazırlanan filmlerin yüzeylerinin düzgün bir şekilde kaplandığı ve homojen dağılım gösterdiği görülmüştür. 

2021, 47 sayfa

Anahtar Kelimeler: TiO2, sol-jel, dekstrin, kumarin, optik özellikler, morfolojik özellikler

Abstract:
Titanium dioxide (TiO2) is a widely used and researched material due to its properties such as brightness, non-toxicity, pure whiteness, physical and chemical stability. It is used in various fields due to its low cost.
In this study, coumarin and dextrin doped TiO2 films were prepared on microscope slide substrates under various physical and chemical conditions using the sol-gel method. The TiO2 solution used for the coating process contains appropriate amounts of titanium (IV) n-butoxide, acetic acid and ethanol. The films were prepared using the spin coating method on substrates. The coated films were heat treated at 550 °C for 90 minutes and then they were analyzed.
Structural analysis of the films was made using X-ray diffraction (XRD). It was determined that the films were in anatase structure. It was calculated that energy band gap of coumarin doped TiO2 films varied between 3.88 eV and 3.91 eV. It was calculated that energy band gap of dextrin doped TiO2 films varied between 3.81 eV and 3.87 eV. In optical measurements, it was determined that dextrin and coumarin doped films have high transmittance and low absorption. The surface structures of coumarin and dextrin doped TiO2 and undoped TiO2 films were investigated by Scanning Electron Microscopy (SEM). It was observed that the surfaces of the films were coated entirely and showed a homogeneous distribution.

2021, 47 pages

Key Words: TiO2, sol-gel, dextrin, coumarin, optical properties, morphological properties