Plazma destekli kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile poli(sikloheksil metakrilat) ince filmlerinin sentezi, karakterizasyonu ve termal özelliklerinin incelenmesi
Synthesis, characterization and, thermal properties of poly(cyclohexyl methacrylate) thin films synthesized by plasma assisted chemical vapor deposition method
Yazar: YUNUS YARTAŞI
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA KARAMAN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Mikroakışkan cihazlarda sıvı veya gaz geçişini sağlamak için gerekli boşluklu yapının oluşturulmasında, mikro elektromekanik sistemlerde, optik sistemlerin üretiminde kurban malzemeler çok çeşitli uygulamalar için kullanılan materyallerdir. Günümüzde kurban malzemeler yüzeyde kalıntı bırakmadan temiz bir şekilde ayrıştığı için ince film sentezinde ilgi görmektedir. Kurban olarak yüzeyden ayrılan polimer, mekanik ve termal olarak kararlı olmalıdır. Termal olarak parçalanabilen kurban malzemelerin yüzeyden kaldırılmasında geleneksel yöntemler çözelti ve çözücü kullanımını gerektirir. Son zamanlarda ısı ile kurban tabakaların çıkartılması geleneksel yöntemlere alternatif sunmaktadır. Bu çalışmada, hidrofobikliği ve temiz ayrışımıyla ilgi çeken poli(sikloheksil metakrilat) P(CHMA) kurban ince filmleri plazma destekli kimyasal buhar biriktirme (PECVD) tekniği ile elde edilmiştir. P(CHMA) ince filmlerinde substrat sıcaklığının ve plazma gücünün biriktirme hızına etkisi incelenmiştir. Böylece daha düşük substrat sıcaklıklarında daha yüksek olan 46.51 nm/dk kaplama hızına ulaşılabildiği görülmüştür. Sentezlenen ince filmlerin kimyasal yapısını açığa çıkartmak için FTIR ve XPS analizleri yapılmıştır. Yapılan termal tavlama testleri sonucunda, 200 nm kalınlığındaki filmin ısıtıcı plaka ile 40 dk süreyle 300°C'de tavlanması sonucu yüzeyde hiç kalıntı bırakmadan ayrıştığı görülmüştür. Elde edilen P(CHMA) ince filmleri, kurban malzeme olarak kullanılarak SiO2 temelli nano boyutta boşluk üretimi gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Sacrificial materials are used for a variety of applications including the formation of hollow structures required for liquid or gas passage in microfluid devices, in the production of optical systems and in micro electro-mechanical systems. Recently, sacrificial materials have attracted a lot of interest in thin film deposition because they are cleanly separated without leaving any residue on the surface. The sacrificial polymer thin film on the surface must be mechanically stable. Conventional methods for removing sacrificial materials require the use of solutions and solvents. Recently, removal of sacrificial layers by heating has provided an alternative to conventional methods. In this study, P(CHMA) thin films showing clean dissociation and hydrophobic properties on the surface have been obtained by plasma enhanced chemical vapor deposition technique. The effects of substrate temperature and plasma power on the deposition rate have been studied in P(CHMA) thin films. Thus, a higher deposition rate of 46.51 nm / min has been achieved at lower substrate temperatures. FTIR and XPS analyzes were performed to explain the chemical structure of the synthesized thin films. As a result of the thermal annealing tests, it was observed that annealing of a 200 nm film at 300°C for 40 minutes using a heating plate resulted in the removal of the film from the surface without any residue. Nano-sized SiO2 based hollow structures were obtained using the as-deposited P(CHMA) thin films.