Optik Filtre Uygulamaları İçin Katmanlı Ve Katkılı Metal Oksit Filmlerin Oluşturulması

Abstract

Bu çalısmada, degisik metal oksit filmler kaplanmıs, bunların optik, yapısal ve yüzey pürüzlülük özellikleri incelenmistir, ve iki durumda bu filmlerin bazılarından yararlanarak degisik dalgaboyu aralıkları için optik sistemler olusturulmustur. Malzemelerden iki tanesi, Ta2O5-CeO2 ile alümina ve silika katkılandırılmıs CeO2 filmleri de daha önce çalısılmamıslardır. Çalısmalarda sol-jel döndürerek kaplama yöntemi kullanılmıstır. İlk çalısmada, SiO2, TiO2 ve SiO2-TiO2 filmleri incelenmistir, yakın-infrared bölgesi için iki çesit üç-katmanlı yansıtmayıcı filtre ve yakın-UV bölgesi için dokuz-katlı yansıtıcı filtre elde edilmistir. İkinci çalısmada TiO2, ZnO ve ZnO-TiO2 filmleri olusturulmus ve görünür bölgenin bazı kısımları için yansıtmayıcı filtre üretilmistir. Daha sonra Ta2O5 ve Ta2O5-CeO2 filmleri elde edilmis ve 5% CeO2 katkısında kırma indisinin saf Ta2O5 ve diger kompozitlere göre daha yüksek çıktıgı saptanmıstır, bu filmin optik kaplamalarda yüksek kırma indisli malzeme veya mikroelektronikte kondansatörlerde dielektrik malzeme olarak kullanılabilecegi görüsüne varılmıstır. Bunu WO3 ve WO3-SiO2 filmlerinin olusturulması takip etmis ve elektrokromik özelligi oldugu bilinen bu filmlerin optik özellikleri bulunarak literatürdeki bir eksik giderilmistir. Ardından silika ve alümina katkılı CeO2 filmleri üretilmis ve optik kaplamalarda da kullanılabilecek orta kırma indisli malzemeler elde edilmistir.

In this thesis various metal oxides were coated, their structural, optical, and surface roughness properties were examined, and in two cases some of the films were used to construct optical systems for different wavelength regions. Two of these materials, Ta2O5-CeO2 and CeO2 doped with alumina and silica, have not been studied before. Throughout this work, the sol-gel spin coating method was used. In the first study, SiO2, TiO2 and SiO2-TiO2 films were examined, two three-layer antireflective filters in the near-infrared region were obtained, as well as a nine-layer reflection filter in the near- UV region. In the second study, TiO2, ZnO and ZnO-TiO2 films were produced, and antireflective filters were constructed for some parts of the visible region. Subsequently, Ta2O5 and Ta2O5-CeO2 films were obtained, and it was observed that the refractive index at 5% CeO2 doping was higher than that of pure Ta2O5 and the other composite films. Thus this film can be used as a high refractive index material in optical coatings or in microelectronics as a dielectric in capacitors. This was followed by the production of WO3 and WO3-SiO2 films, which are known to be electrochromic materials. Finding the optical properties of these materials filled a gap in the literature. Afterwards, CeO2 films doped with silica and alumina were produced, and middle-index materials that can be used in optical coatings were obtained.