Sol-gel Döndürerek Kaplama İle Hazırlanan Al:zno Filmlerin Yapısal, Optik, Elektrik Özelliklerinin Ve Radyasyona Karşı Davranışlarının İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, Al katkılı ZnO ince filmler soda kireç silika ve bora silika camlar üzerine sol-gel döndürerek kaplama yöntemi ile hazırlanmıştır. Kullanılan solün bağ yapısını anlamak ve filmlere uygulanacak ısıl işlem parametrelerini belirlemek için Diferansiyel Isısal Analiz ve Isısal Ağırlık Analizleri gerçekleştirilmiştir. Numuneler X-ışınları Difraksiyonu (XRD) ile analiz edilmiştir. Filmlerin yapısal, optik ve elektriksel özellikleri üzerine, tavlama sıcaklığının, tavlama atmosferinin, Al konsantrasyonunun ve döndürme hızının etkisi incelenmiştir. Bazı numuneler Cs-137 radyoizotopu kullanılarak radyasyona maruz bırakılmıştır ve gama radyasyonu karşısındaki optik davranışları incelenmiştir. Ayrıca Atomik Güç Mikroskobu (AFM) ile radyasyon işlemi sonrasında filmlerin morfolojileri incelenmiştir. Mekanik özelliklerini incelemek için pusluluk testleri ve EU (Avrupa Standartları) standartlarına göre aşınma testleri gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada optimum işlem parametrelerinin belirlenmesi amaçlanmıştır ve literatür çalışmaları ile karşılaştırıldığında, sonuçların uyumluluk içinde olduğu gözlenmiştir.

In this study, Al doped ZnO thin films were coated on soda lime silicate and borasilicate glasses by sol-gel spin coating method. To evaluate the bonding characteristics of the final precursor solutions and to determine the heat treatment schedule of ZnO thin films, differential thermal /thermo-gravimetric (DT/TG) analysis was carried out. The samples were analyzed by X-ray diffraction (XRD). The effects of annealing temperature, annealing ambient, Al concentration and spin speed on the structural, optical and electrical characteristics of the films were investigated. Some of the samples were exposed to radiation by using 137Cs radioisotope and the optical behaviour of these samples was investigated against the gamma radiation. Also the morphology of the films were analyzed by atomic force microscopy (AFM) after irradiation. To investigate the mechanical properties of Al doped ZnO films, haze tests and abrasion tests according to EU (European Standarts) standarts were performed. It was aimed to determine the optimum process parameters and it was observed that the comparison of the results with the examples given in the literature was in a good agreement.