Döndürerek Kaplama Yöntemi ile Hazırlanan Ca katkılı $TiO_2$ İnce Filmlerin Optik ve Morfolojik Özellikleri

Abstract

Bu çalışmada, $TiO_2$ esaslı ince filmler %1, %3, %5 ve %10 Ca eklenerek hazırlanmış ve numuneler sol jel döndürerek kaplama yöntemiyle üretilmiştir. Numuneler üretilirken, 1000 rpm’lik bir dönme hızı ve 30 saniyelik bir dönme süresi kullanılarak kaplama işlemi gerçekleştirilmiştir. Kaplama işlemi 3 kez tekrarlanmıştır. Üretilen filmlerin UV-VIS spektroskopisi ile geçirgenlik, soğurma ve yansıma grafikleri çizilmiş ve optik bant aralığı hesaplanmıştır. En düşük yasak enerji aralığına sahip numunenin katkısız$TiO_2$ (3.59 eV) olduğu görülmüştür. Numunelerin yasak enerji aralığı %1, 3, 5 ve 10 oranlarında Ca katkısı için sırasıyla 3.68, 3.76, 3.74 ve 3.77 olarak hesaplanmıştır. Numunelere ait geçirgenlik grafikleri incelenmiş ve geçirgenlik değerlerinin %70 ile %90 arasında olduğu tespit edilmiştir. Soğurma grafiği incelendiğinde ise numunelerin yüksek şeffaflığa sahip olmasından dolayı görünür bölgedeki ortalama soğurmanın yaklaşık %0,75 ile %4,5 aralığında olduğu görülmüştür. Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) kullanılarak üretilen filmlerin iki boyutlu ve üç boyutlu görüntüleri analiz edilmiştir. AFM analizleri incelendiğinde nano boyutta tanelerin olduğu görülmüştür. Sol-jel yöntemiyle üretilen ince filmlerin yüzey özellikleri, yansıma, geçirgenlik ve soğurma eğrileri incelenmiş ve yapılan bu incelemeler sonunda, ince filmlerin Ca katkı oranına bağlı olarak yüzey morfolojisinin ve optik özelliklerinin değiştiği tespit edilmiştir.