ZNO ESASLI NANOYAPILI YARI İLETKEN İNCE FİLMLERİN BÜYÜTÜLMESİ VE GAZ SENSÖRLERİNİN ÜRETİLMESİ

Abstract

Bu doktora tez çalışmasında, katkısız ve Al, Cu ve Sn ile % 0,1at., %0,5at., %1at., %2at., %5at. atomik oranlarda katkılandırılmış ZnO filmleri sol-jel metodu ile hazırlandı. Filmler döndürme kaplama metodu kullanılarak büyütüldü. Filmlerin kristal yapısı ve yüzey morfolojisi, X ışınları kırınım tekniği (XRD), taramalı elektron mikroskop (SEM) ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) yardımıyla araştırıldı. XRD sonuçları katkısız ve katkılandırılmış ZnO filmlerin hegzagonal polikristal yapıda olduğunu göstermiştir.Filmlerin kristal boyutu ve örgü sabitleri hesaplandı. Kristal yapı sonuçları filmlerin nanomalzeme olduğu gösterir. AFM sonuçları filmlerin nano tanelere sahip fiberlerden oluştuğunu göstermiştir. Filmlerin optik band aralıkları optik absorbsiyon metodu ile belirlendi ve 3.024eV-3.297eV aralığında bulundu. Amonyak gaz sensörleri katkısız ve metal katkılandırılmış ZnO filmler kullanılarak hazırlandı. Gaz sensörlerinin duyarlılık özellikleri Al, Cu ve Sn katkıları kullanılarak geliştirildi. Elde edilen gaz ölçüm sonuçları hazırlanan gaz sensörlerinin amonyak gazının belirlenmesinde kullanılabileceğini gösterir.Anahtar Kelimeler: Gaz Sensörleri, ZnO, Yarıiletken Gaz Sensörleri

In present PhD. thesis study, the films of undoped and ZnO doped with Al, Cu and Sn dopants for various atomic ratios of 0.1%at., 0.5%at., 1%at., 2%at., 5%at. were prepared by the sol gel method. The films were grown by spin coating method. The crystal structures and surface morphologies of the films were investigated by X-ray diffraction technique, scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy. The XRD results indicate that undoped and doped ZnO films are polycrystalline with a hexagonal structure.The crystallite size and lattice constants of the films were calculated. The obtained crystallite size results suggest that the films are nanomaterials. The AFM results indicate that the films are formed from fibers having the nanoparticles. The optical band gaps of the films were determined by optical absorption method and the optical band gaps of the films were found in the range of 3.024 and 3.297 eV. The ammonium gas sensors were prepared using undoped and metal doped ZnO films. The sensitivity properties of the gas sensors were improved using Al, Cu and Sn dopants. The obtained gas sensor results suggest that the prepared gas sensors can be used for detection of ammonium gas.Key words: Gas sensors, Zinc oxide, Metal oxide Semiconductor