TİTANYUM DİOKSİT GRAFEN OKSİT NANOKOMPOZİT MALZEMELERİN ÜRETİMİ VE OPTİK ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Abstract

TiO_2 son zamanlarda ince film uygulamaların da oldukça fazla kullanılan yarı iletken malzemelerden biridir. Yarı iletken malzeme olarak TiO_2'nin anataz, rutil ve brokit olmak üzere üç kristal fazı bulunmaktadır. TiO_2 güneş pillerinde, fotovoltaik uygulamalarda ve daha birçok değişik alanda kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında farklı oranlarda Grafen oksit (GO) katkılı ve katkısız TiO_2, cam altlıklar üzerine ince film şeklinde kaplandı. GO Modifiye Hummers' yöntemi ile TiO_2 ise sol-jel yöntemi ile sentezlendi. İnce filmlerin cam altlık üzerine kaplanmasında döndürerek kaplama yöntemi kullanıldı. Her kaplama adımında 5 dakika 250? 'de kurutma uygulandı. Bu işlem 3 defa tekrarlandı ve numuneler son olarak 400?'de 1 saat bekletildi. Filmlerin yapısal ve optik özellikleri sırası ile X-Işını difraksiyonu (XRD), atomik kuvvet mikroskobu ve UV-görünür bölge spektrometresi kullanılarak incelendi. Sonuç olarak; GO katkısının TiO2 ' nin optik özelliklerini değiştirdiği gözlenmiştir. Katkının soğurma dalga boyu üzerine etkisi olmazken, soğurma yüzdesini değiştirmiştir. Yansıma ise kısa dalga boylarında artmış ve yüksek dalga boylarında azalmıştır. Ayrıca katkı oranı attıkça geçirgenliğin azaldığı tespit edilmiştir.

TiO2 is one of the most widely used semiconductor materials in thin film applications. As the semiconductor material, TiO2 has three crystal phases, anatase, rutile and brokite. TiO2 is used in solar cells, photovoltaic applications and many other fields. In this thesis, different ratios of Graphene oxide (GO) with and without additive TiO2 were coated on glass substrates as thin film. GO were synthesized by Modified Hummers method and TiO2 were synthesized by sol-gel method. Spin coating method was used for coating of glass substrates. Drying at 250 oC for 5 minutes was applied in each coating step. This process was repeated 3 times and the samples were finally annealed at 400 oC for 1 hour. The structural and optical properties of the films were examined using X-Ray Diffraction (XRD), Atomic Force Microscopy (AFM) and UV-vis. region spectrometry, respectively. As a result, it was observed that the GO additive changed the optical properties of TiO2. While the additive had no effect on the absorption wavelength, it changed the absorption percentage. The reflection increased at shorter wavelengths and decreased at high wavelengths. In addition, it is determined that the transmittance decreases as the additive rate increases.