Ultrasonik sprey piroliz yöntemi ile indiyum kalay oksit (ITO) ince filmlerin biriktirilmesi
Deposition of indium tin oxide (ITO) thin films by ultrasonic spray pyrolysis method
Yazar: HAMZA KUS
Danışman: PROF. DR. NURİ ÖZEK
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Genel Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Tarihsel olarak yirminci yüzyılın başlarına dayanan şeffaf iletken oksitler, güneş panellerinde ve birçok ince filme dayalı teknolojilerde günümüze kadar önemli yol almışlardır. İndiyum kalay oksit (ITO) şeffaf iletken ince filmler, şeffaf ve iletken olmalarından dolayı, optoelektronik cihazlarda, ışık yayan diyotlarda, ısı yansıtıcı aynalarda, güneş pillerinde, dokunmatik ekranlarda ve birçok yeni nesil teknoloji alanında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Bu tez çalışmasında; Ultrasonik sprey piroliz (USP) yöntemi ile indiyum kalay oksit (ITO) şeffaf iletken ince filmleri üretilmiştir. ITO çözeltileri hazırlanırken literatür çalışmaları değerlendirilmiş ve kimyasal oranlar literatüre göre yapılmıştır. Kalay (Sn) oranı yüzde üç (%3), alttaş sıcaklığı 375°C, solüsyon akış hızı 0,5 ml/dk ve nozul frekansı 120kHz olarak seçilmiştir ve üç farklı kalınlıkta ince film üretilmiştir. Ayrıca üretilen filmler sıcaklığın etkisini araştırmak için 485°C'de ısıl işleme (tavlama) tabi tutulmuştur. Üretilen ITO ince filmlerin kristal yapıları XRD ile karakterize edilmiştir. Filmlerin tanecik büyüklüğü ve yüzey yapıları, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile ve filmlerin elementel içeriği enerji dispersiyon spektrometresi (EDS) ile karakterize edildi. Taneciklerin yüzey topografik görüntüsü atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ile ve optik özellikleri ultraviyole-görünür spektroskopisi (Uv-Vis) ile belirlenmiştir. Üretim parametrelerinin seçimindeki doğruluk üretim sonrası kendisini göstermiş ve üretilen ITO ince filmlere ısıl işlemin etkisinin minimum olduğu anlaşılmıştır.

Abstract:
Transparent conductive oxides starting from the beginning of the twentieth century have taken an important role in solar panels and many thin film based technologies. Indium tin oxide (ITO) transparent conducting thin films are widely used in especially optoelectronic devices, light emitting diodes, heat reflective mirrors, solar cells, touch screens and many new generation technology fields.
In this study; Indium tin oxide (ITO) transparent conductive thin films have been produced by ultrasonic spray pyrolysis (USP) method. During the preparation of ITO solutions, the literature has been reviewed and the chemical ratios have been chosen according to the literature. Tin (Sn) ratio 3 %, substrate temperature of 375 °C, solution flow rate 0.5 ml/min and nozzle frequency 120 kHz have been selected and thin films of three different thicknesses have been produced. In addition, the produced films have been annealed at 485 °C to investigate the effect of the temperature. The crystal structures, particle size and surface structures, elemental content of the produced ITO thin films, surface topographic image of the particles and the optical properties of films have been characterized by XRD, scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectrometry (EDS), atomic force microscopy (AFM), and ultraviolet-visible spectroscopy (Uv-Vis), respectively. After production, the accuracy of the selection of the production parameters has been verified and it has been understood that the effect of heat treatment on the produced ITO thin films is at minimum level.