Akademik Veri Yönetim Sistemi
Dumludağ F. (Yürütücü)
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2006 - 2009
Titanyum dioksit (TiO2), SnO2,
WO3 v.b. metal oksitler, yoğun çalışılan metal-oksitlerdendir. Bu
malzemeleri ilgi odağı haline getiren, yapısal olarak modifiye edilebilmeleri
ve Titanyum dioksitin fiziksel ve kimyasal özellikleridir. TiO2 in
ince filmleri; i) Rutil (tetragonal) ii) Anatase (tetragonal) iii) Brookite (orthorhombic),
olarak üç farklı kristal yapısına sahiptir. Anatase fazının enerji band aralığı
(3.23 eV) rutil fazının enerji band aralığından (3.02 eV) daha geniştir. TiO2
in yapısal ve yarıiletken özellikleri In, Cr, Cd, Ce, Fe gibi atomlar ile
katkılanarak değiştirilebilmektedir.
TiO2 ince filmler, ultraviole filtre,
fotovoltaik piller için anti reflektif kaplama, pasif güneş kollektörleri, su
ve havanın işlenmesinde photocatalyst,
ve bir ortamdaki gazın konsantrasyonunun tespitinde gaz sensörü olarak
geniş uygulama alanlarına sahiptir. TiO2 in gaz algılama özellikleri
indirgeyici ve yükseltgeyici gazların film yüzeyi ile etkileşmesi temeline
dayanır ve filmin iletkenliğinin değişmesiyle sonuçlanır.
Bu
projede, TiO2 ince filmler uygun bir altlık üzerine sol-gel
yöntemiyle kaplanarak filmlerin yapıları XRD (X-Ray Difraction) ve yüzey
özellikleri AFM (Atomic Force Microscope) yöntemleriyle belirlenecektir.
Filmlerin sol-gel metoduyla hazırlanmasında TiCl4 ve Ti-n butoxide
gibi farklı başlangıç maddeleri
kullanılacaktır. Daha sonra, hazırlanan filmlerin 10 K - 500 K sıcaklık
aralığında d.c. ve a.c. elektriksel karakterizasyonu yapılacaktır. Bu projenin
amaçlarından birini oluşturan, çalışmanın uygulamaya dönüştürülebilmesi için, elektriksel
karakteristikleri elde edilen filmler, bilgisayar kontrollü bir gaz ölçüm
odacığına yerleştirilerek metanol, etanol gibi alkol buharları ile CO, NOx
gazları gibi atmosferik kirletici gazlara karşı duyarlığı araştırılacaktır.
Çalışma
sonuçları ulusal ve uluslararası bilimsel ortamlarda tartışmaya açılacaktır.
TiO2 filmlerin hazırlanma parametrelerinin kontrol edilebilirliği
özelliğinden hareketle, kaplanacak filmlerin, hem yapım hem elektriksel
karakterizasyon hem de istenen gazları daha iyi algılayabilecek filmlerin yapım
ve karakterizasyonunun bilim dünyasına ciddi bir katkı sağlayacağını
düşünüyoruz. Bu katkı, filmlerin yapısal özelliklerinin gaz algılama
özelliklerine etkisinin araştırılması/modellenmesi temeline dayanacak ve mikroyapı-gaz
algılama ilişkisi belirlenecektir. Bu noktalar, projemizin özgün değerini
oluşturmaktadır.