Elektrodepozisyon Yapılan ZnO İnce Filmlerinin Korozyon Davranışı
Corrosion Behaviour Of Electrodeposited ZnO Thin Films
Yazar: Çınar Demir, Kübra
Dergi: Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Vol. 10 No. 2, 2019
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; EIS,Elektrodepozisyon,Tafel,XRD,ZnO ; EIS,Electrodeposition,Tafel,XRD,ZnO

Elektrokimyasal büyütme metodu, homojen ince filmlerinoluşumunun mümkün olması, düşük maliyeti, nano-yapıların elde edilebilirliğininkolaylığı, büyük yüzey alanlı büyütmelerin gerçekleştirilebilirliği vestokiyometrideki kontrolü gibi avantajlara sahip olması nedeniyle yaygın birşekilde kullanılmaktadır. Bu çalışmada, nano-yapılı çinko oksit (ZnO) incefilmler elektrokimyasal büyütme metodu kullanarak indiyum tin oksit (ITO) kaplıcam altlıklar üzerine büyütülmüştür. Filmlerin kalitesi üzerine katodikpotansiyel, zaman, sıcaklık ve pH etkileri analiz edilmiştir. ZnO ince filmler dimetilsülfoksit’te (DMSO) 130 °C sıcaklıkta 3600 snbüyütme süresinde -1.0 V katodik potansiyelde elde edilmiştir. X-ışını kırınımı(XRD) analizi, ZnO ince filmlerin açıkça (0002) tercihi yöneliminde tek kristalözelliğe sahip olduğunu doğrulamaktadır. Soğurma ölçümlerine göre, ZnO filmininoptik band aralığı (Eg) 3.4 eV olarak hesaplanmıştır. ITO altlık üzerineelektrodepozisyon yapılan ZnO ince filmlerin korozyon özelliklerielektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) ve Tafel ölçümleriyleincelenmiştir. Nyquist, açık devre potansiyeli (OCV) ve Bode analizi ZnO’nunyapısal değişimini ve korozyon davranışını anlamak için oluştutulmuş ve Nyquisteğrisine fit yapılarak elde edilen çözelti direnci (Rs), polarizasyon direnci(Rp), sabit faz elementi (CPEdl) ve sabit faz elementi üstel değeri(n) sırasıyla 49.61 Ω, 4.97x10-6 Ω, 6.75x10-6 Ω-1.s.cm-2 ve 0.940 olarak hesaplanmıştır. Tafel eğrisine fityapılarak elde edilen korozyon potansiyeli (Ekor) ve korozyon akımı(Ikor) sırasıyla -0.199 V ve 2.97x10-8 A olarak eldeedilmiştir. Tüm ölçümler dikkate alındığında, büyük korozyon direncininnedeninin büyütme sırasında oluşan kusurların artışına bağlı olarak yüzeypasivasyonuyla açıklanabilir.

Electrochemical deposition method (ECD) has been widely used due to itsadvantages in stoichiometry control, large area growth, easy to formnano-structures, being low coast, possible formation of homogeneous thin films.In this study, nanostructured zinc oxide (ZnO) thin films were deposited onIndium tin oxide (ITO)-coated glass substrate using ECD. The effects ofcathodic potential, time, temperature and pH on quality of the films wereexamined. ZnO thin films were achieved with in cathodic potential with -1.0 Vand deposition time with 3600 seconds at temperature 130°C in dimethylsulfoxide (DMSO). X-ray diffraction (XRD) analysis confirmed clearly that theZnOthin films have sinle crystalline properties with a strongc-axis (0002) preferential orientation. According to the absorptionmeasurements, the optical bandgap of the ZnOfilm was calculated asEg 3.4 eV. ZnO thin films electrodeposited on ITO substrate were studied withElectrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and Tafel measurements. Nyquist,open circuit potential and Bode analysis were evaluated to find out thestructural changing of ZnOand its corrosion behavior. With the helpof these plots, solution resistance (Rs), polarization resistance (Rp), aconstant phase element (CPE) and a CPE exponent (n) were calculated as 49.61 Ω,4.97x106 Ω, 6.75x10-6 Ω-1.s.cm-2,0.940, respectively. Also, we examined the ZnO thin films corrosion featureswith the help of tafel measurements. Considering all these measurement, the possiblereason of increasing corrosion resistance can be interpreted as surfacepassivation depending on increasing defects caused by deposition.