SILAR yöntemi ile üretilen CuO filmlerin yapısal, morfolojik ve optik özelliklerine ikili katkılamanın (Zn, Li) etkisi

Benzer belgeler
ÇİNKO KATKILI ANTİBAKTERİYEL ÖZELLİKTE HİDROKSİAPATİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

KOBALT KATKILI ZnO İNCE FİLMLERİN OPTİK ÖZELLİKLERİ. OPTICAL PROPERTIES OF Co DOPED ZnO THIN FILMS

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DERGİSİ

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

In Katkılı CdS Filmlerinin Optik, Elektrik ve Yüzey Özelliklerinin İncelenmesi

PÜSKÜRTME YÖNTEMİ İLE HAZIRLANAN CdO İNCE FİLMLERİN ÖZELLİKLERİ * Properties of CdO Thin Films Deposition by Spray Methods*

Doç. Dr. Ferhat ASLAN -*- ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ -* ÖZGEÇMİŞ

ZnO Yarıiletken Filmlerinin Optik, Elektrik ve Yüzey Özellikleri Üzerine Isıl Tavlama İşleminin Etkileri

OPTİK MALZEMELER ARAŞTIRMA GRUBU. Metal Oksit Nano Parçacıkların 3. dereceden Doğrusal Olmayan Optik Özellikleri. Tuğçe YİĞİT

ÖZGEÇMİŞ. 1. Adı Soyadı : TUNA AYDOĞMUŞ. 2. Doğum Tarihi : Unvanı : ÖĞRETİM GÖREVLİSİ. 4. Öğrenim Durumu : YÜKSEK LİSANS

Al/P-Si/Zno/Al Foto Diyotun Üretimi ve Elektriksel Karakterizasyonu

OPTİK MALZEMELER ARAŞTIRMA GRUBU YÜKSEK LİSANS SEMİNERİ. VANADYUM OKSİTLERİN YAPISAL, ELEKTRİKSEL ve OPTİKSEL ÖZELLİKLERİ

Püskürtme Yöntemi ile Farklı Taban Sıcaklıklarında Elde Edilen Cd 0,22 Zn 0,78 S Filmlerinin X-Işınları Çalışması

CdS:In Filmlerinin Optik, Yüzey ve Elektrik Özellikleri Üzerine Isıl Tavlamanın Etkisi

NANO KURġUN ÜRETĠMĠ VE KARAKTERĠZASYONU

ÖZGEÇMİŞ. Yabancı Dil Seviye Sınav-Alınan Yıl Puan İngilizce İleri e-yds ,00

ATMALI FİLTRELİ KATODİK VAKUM ARK DEPOLAMA YÖNTEMİYLE ÇİNKO NİTRÜR (Zn 3 N 2 ) ÜRETİMİ VE OPTİKSEL ÖZELLİKLERİ *

Farklı Karıştırma Teknikleri ve Başlangıç Maddelerinden Sentezlenmiş Hidroksiapatit Tozunun Özelliklerinin İncelenmesi

Yrd. Doç. Dr. Ferhat ASLAN -*- ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ -* ÖZGEÇMİŞ

ÇİNKO OKSİT NANOPARTİKÜLLERİ SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU. Emre ÖZBAY, 1 Handan GÜLCE

SILAR METODU İLE HAZIRLANAN BAKIR OKSİT İNCE FİLMİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİNE TAVLAMANIN ETKİLERİ

ZnO ince filmlerin optik ve yapısal özelliklerine ısıl işlem sıcaklığının etkisi

Mg Eş-Katkılı Zn0.95Li0.05O Nanoparçacıkların Sentezi ve Karakterizasyonu

Co Katkılı ZnO İnce Filmlerinin Üretimi ve Karakterizasyonu

FARKLI MOLARİTELİ ZnO İNCE FİLMLERİN OPTİK ÖZELLİKLERİ

Yrd. Doç. Dr. Abdullah GÖKTAŞ-*- ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ -* ÖZGEÇMİŞ

ZnO TABANLI YARIİLETKENLERDE METAL KONTAK ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI * Investigation of Metal Contact Properties at ZnO Based Semiconductors

Mg Katkılı ZnO Filmlerinin Üretimi ve Karakterizasyonu

YÜKSEK LĠSANS TEZ ADI: Termiyonik Vakum Ark (TVA) Tekniği ile Optik

İki boyutlu (2D) Bal peteği şeklinde kristal kafes. Grafitik malzemelerin temel yapıtaşıdır.

Fotovoltaik Güneş Pillerinde Kullanılan ZnO ve CuO Filmlerinin SILAR Yöntemi ile Üretilmesi ve Karakterizasyonu

1,3-bis-(p-iminobenzoik asit)indan Langmuir-Blodgett filmlerinin karakterizasyonu ve organik buhar duyarlılığı

ÖZGEÇMİŞ. Derece Alan Üniversite Yıl

Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi

Kimyasal Depolama Yöntemiyle Elde Edilen CdSe Filmlerinin Elektriksel Karakteristikleri

The Investigation of Structural and Surface Properties of SnO 2 :Li Films Produced by Ultrasonic Spray Pyrolysis Technique

Amorf ve Nanoyapılı Yeni Bir Ni 3 (OH) 2 V 2 O 7.3H 2 O Bileşiğinin Sentezi ve Yapısal Karakterizasyonu

Doç.Dr.Vildan BiLGiN. Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi - Fizik Bölümü

Doç. Dr. Ferhat ASLAN -*- ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ -* ÖZGEÇMİŞ

KARBON AEROJEL ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

ÖZET

SPRAY PYROLYSIS YÖNTEMİ İLE FARKLI ALTLIK SICAKLIĞINDA ELDE EDİLEN SnO 2 ve SnO 2 : F İNCE FİLMLERİN BAZI FİZİKSEL ÖZELLİKLERİNE, ALTLIK SICAKLIĞININ

La katkılı ZnS kuantum noktalarının SILAR yöntemi ile sentezlenmesi ve onların özelliklerinin incelenmesi

DÜŞÜK SICAKLIKTA BERRAK ÇÖZELTİLERDEN MFI TİPİ TOZ ZEOLİT SENTEZİ

Spray Pyrolysis Yöntemi ile Elde Edilen CdZnS Filmlerinin Yapısal Özelliklerine Hazırlama Parametrelerinin Etkisi

Titanyum dioksit katkılı niobyum pentoksit filmlerin optik, yapısal ve elektrokromik özellikleri

Dr.Öğr.Üyesi BURCU BOZKURT ÇIRAK

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

DUFED 7 (1) (2018) 42-49

Yrd. Doç. Dr. Abdullah GÖKTAŞ-*- ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ -* ÖZGEÇMİŞ

CURRICULUM VITAE. University of Gaziantep, Department of Engineering Physics, September, (PhD)

GÖKTAŞ-*- ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ -* ÖZGEÇMİŞ

MİKRODALGA YÖNTEMİYLE NİKEL FERRİT NANOPARTİKÜLLERİN SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

Sol-jel Yöntemi ile Hazırlanmış ZnO Nanopartiküllerin Optimizasyonu

Kil Nedir? Kristal yapıları birbirinden farklı birkaç mineralin oluşturduğu bir karışımın genel ismidir

BARTIN ÜNİVERSİTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MALZEME LABORATUVARI-I DERSİ OKSİTLİ BAKIR CEVHERİNİN LİÇİ DENEYİ DENEYİN AMACI: Uygun

Derece Bölüm/Program Üniversite Yıl

İstanbul Medeniyet Üniversitesi. Fen Fakültesi Kimya Bölümü Akademik Kurul Toplantısı Aralık

Sinan Temel DOKTORA TEZİ. Fizik Anabilim Dalı

KİMYASAL BUHAR YÖNTEMİYLE MoS 2(1-x) -Se 2x ALAŞIMINDAN NANOBOYUTTA İNCE FİLM ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

S. SÖNMEZ a, F.M. EMEN b, A. EGE c, E. EKDAL d, K. OCAKOĞLU e, T. KARALI d, N. KÜLCÜ a

ZnS Nanoparçacıklar İçeren Langmuir-Blodgett İnce Filmlerin Elektriksel Özellikleri

ULTRASONİK SPREY PİROLİZ TEKNİĞİ: NiO/ZnO ve Ni/ZnO NANOKOMPOZİT PARTİKÜLLERİNİN ÜRETİMİ

Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. The Use of Methane Gas for Carbon Nanotube Synthesis

HYDROTERMAL YÖNTEMİYLE NİKEL FERRİT NANOPARTİKÜLLERİN SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU

Sb 2 Te 3 ve Bi 2 Te 3 İÇERİKLİ YARI İLETKEN ALAŞIMLARIN ÜRETİMİ ve TERMOELEKTRİK, YAPISAL, MİKROYAPISAL ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ ÖZET

Bölüm 4: X-IŞINLARI DİFRAKSİYONU İLE KANTİTATİF ANALİZ

DOKTORA TEZİ PROTETİK DİŞ TEDAVİSİ ANABİLİM DALI

Karbon Nanotüp Katkılı Anataz Fazındaki TiO2 in Optik Ve Elektriksel Özelliklerine Rutil Fazının Etkisi

INVESTİGATİON OF PHASE TRANSFORMATION İN AN Fe- Mn-Cr

Dr.Öğr.Üyesi FATMA NUR TUZLUCA

ALUMİNA DESTEKLİ MFI TİPİ ZEOLİT MEMBRANLARIN TEK GAZ GEÇİRGENLİK ÖLÇÜMÜYLE KARAKTERİZASYONU

ÖZGEÇMİŞ Tezsiz Yüksek Lisans, Eğitim Fakültesi, Fizik Öğretmenliği, Ankara Üniversitesi

Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi/ Journal of The Institute of Natural & Applied Sciences 17 (1):6-12, 2012

PV PANELLERİN YAPISI VE PANELLERDEN ELEKTRİK ÜRETİMİNE SICAKLIĞIN ETKİSİ

EAG 04. KCl ÇÖZELTİSİNİN METASTABİL BÖLGE GENİŞLİĞİNİN KNO 3 KATKISI VARLIĞINDA ULTRASONİK SENSÖRLE ÖLÇÜLEBİLİRLİLİĞİNİN İNCELENMESİ

ÖZGEÇMİŞ ve ESERLER LİSTESİ

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ MALZEME LABORATUARI II DERSİ AKIMLI VE AKIMSIZ KAPLAMALAR DENEY FÖYÜ

Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi

GİRESUN ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ FİZİK ANABİLİM DALI YÜKSEK LİSANS TEZİ

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

NANO-TİO 2 KATALİZÖRLER İLE UV-IŞINI ALTINDA FENOL ÜN FOTOKATALİTİK AKTİVİTESİNİN İNCELENMESİ

A. SSCI, SCI-Expanded ve AHCI Kapsamındaki Dergilerde Yayınlanan Makaleler

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

Mikroemülsiyon Sistem Parametrelerinin Nano Boyutta TiO 2 Üretimine Etkileri

NiO İNCE FİLM BAZLI ELEKTROKROMiK KAPLAMA/CiHAZ TASARIMI, HAZIRLANMASI VE KARAKTERiZASYONU

Al/CuO/p-Si/Al Diyot Yapısının Elektriksel Özellikleri

GÜNEŞ PİLİ UYGULAMALARI İÇİN CdTe YARIİLETKEN İNCE FİLMLERİN ELEKTRODEPOZİSYON YÖNTEMİYLE ÜRETİLMESİ

Dr. Mustafa ERKOVAN. Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü Fizik Bölümü Gebze Yüksek Tek. Enst. Fizik Bölümü Ocak Kasım 2010

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ 4. HAFTA

ÖZGEÇMİŞ ALİ ÇAKIR. Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü. Çayırova Kampüsü. Gebze/KOCAELİ KİŞİSEL BİLGİLER. Doğum Tarihi: 18 Mayıs 1989

In 2 S 3, CdS ve In 1-x Cd x S YARIİLETKEN İNCE FİLMLERİNİN SILAR METODU İLE BÜYÜTÜLMESİ ve KARAKTERİZASYONU

Magnetic Materials. 7. Ders: Ferromanyetizma. Numan Akdoğan.

Fotovoltaik Uygulamalar için Döndürerek Kaplama Yöntemiyle Elde Edilen In2O3 Filmleri

ÖZGEÇMİŞ ÖĞRENİM DÖNEMİ DERECE (*) ÜNİVERSİTE ÖĞRENİM ALANI

ZİRKONYUM TUNGSTAT (ZrW 2 O 8 ) ÖNCÜLLERİNİN ÇÖZ-PEL YÖNTEMİ İLE DÜŞÜK SICAKLIK VE YAŞLANDIRMA SÜRELERİNDE ELDE EDİLMESİ

Cumhuriyet Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Radyasyon Onkolojisi A.D., Sivas 2

Transkript:

SAÜ Fen Bil Der 20. Cilt, 3. Sayı, s. 481-487, 2016 SILAR yöntemi ile üretilen CuO filmlerin yapısal, morfolojik ve optik özelliklerine ikili katkılamanın (Zn, Li) etkisi Raşit Aydın 1*, Bünyamin Şahin 2, Fatih Bayansal 3 ÖZ 05.05.2016 Geliş/Received, 18.07.2016 Kabul/Accepted doi: 10.16984/saufenbilder.84708 Bu çalışmada katkısız CuO ve farklı konsantrasyonlarda Li-katkılı Li-ZnCuO filmler cam altlıklar üzerine SILAR yöntemi ile başarılı bir şekilde büyütüldü. Üretilen bu filmler metalurjik mikroskop (MM), X-ışını kırınımı (XRD) ve UV-Vis. spektroskopi ile karakterize edildi. MM sonuçları, CuO filmlerin morfolojisi üzerine Li-Zn ikili katkılama konsantrasyonunun önemli bir etkiye sahip olduğunu gösterdi. XRD verileri filmlerin nanoboyutta kristalize olduklarını ve kristallenme kalitesinin katkı konsantrasyonuna bağlı olarak değiştiğini açığa çıkardı. Uv-Vis. analiz sonuçları, filmlerin hem optik bant aralığı değerlerinde hem de geçirgenliklerinde katkı konsantrasyonuna bağlı olarak önemli farklılıkların oluştuğunu ortaya koydu. Anahtar Kelimeler: CuO, lityum, çinko, ikili katkılama, SILAR, ince film ABSTRACT Effect of co-doping (Zn-Li) on structural, morphological, and optical properties of CuO films produced by SILAR method In this study, un-doped CuO, and different concentrations of Li-doped Li-ZnCuO films were successfully synthesized on glass substrates by the SILAR method. The synthesized films are characterized by metallurgical microscope (MM), X-ray diffraction (XRD) and UV-Vis. spectroscopy. MM results demonstrated that Li-Zn codoping concentration has a significant influence on morphology of CuO film. XRD data revealed that the films are crystallized in nanoscale and the crystallinity is dependent on the doping concentration. Uv-Vis. analysis demonstrated that there are significant differences in the optical bad gap and transmittance values of the films as a function of doping concentration. Keywords: CuO, lithium, Zinc, co-doping, SILAR, thin film * Sorumlu Yazar / Corresponding Author Selçuk Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, KONYA raydin@selcuk.edu.tr Mustafa Kemal Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, HATAY sahin38@gmail.com İskenderun Teknik Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği, HATAY fbayansal@gmail.com

R. Aydın, B. Şahin, F. Bayansal SILAR yöntemi ile üretilen CuO filmlerin yapısal, morfolojik 1. GİRİŞ (INTRODUCTION) Son yıllarda nanoyapılı metal oksit yarıiletken malzemeler, öne çıkan fiziksel özellikleri ve elektronik ve optoelektronik tabanlı yarıiletken cihaz teknolojilerindeki geniş pratik uygulamalarından dolayı pek çok araştırma gurubunun ilgi alanını oluşturmuştur [1-3]. Direkt bant aralık enerji değeri yaklaşık 1.4 ev civarında olan bakır oksit (CuO), birçok metal oksit malzeme arasında önemli bir p-tipi yarıiletken oksit malzemedir [4]. CuO monoklinik kristal yapıya sahip, zehirli olmayan, ucuz, kolay sentezlenebilen ve doğada bol bulunan bir yarıiletken malzemedir. Bu yüzden CuO ince filmler biyosensörler [5], gaz sensörleri [6], güneş pilleri [7], lityum iyon bataryalar [8], ince film transistörler [9] gibi teknolojinin birçok alanında değişik uygulamalar için yaygın biçimde araştırılmaktadır. Nanoyapılı CuO ince filmleri sentezlemek için kimyasal buhar biriktirme [10], kimyasal banyo biriktirme [11], termal buharlaştırma [12], püskürtme [13], sol-jel [14], sprey piroliz [15],darbeli lazer biriktirme [16] ve ardışık iyonik tabakalı adsorpsiyon ve reaksiyon (SILAR) [17] gibi birkaç fiziksel ve kimyasal büyütme yöntemleri geliştirilmiştir. Bu teknikler arasında SILAR, ucuz, güvenli, kolay uygulanabilir ve sentez süresince değişik parametrelerin kolaylıkla kontrol edilebilmesine imkân tanıma gibi avantajlara sahip olan bir yöntemdir [18-20]. Nanoyapılı ince filmlerin fiziksel performanslarını geliştirmek için çeşitli metotlara başvurulmaktadır. Bu metotlardan bir tanesi de katkılama (doping) dır. Katkılama tekniği hem nanoyapılı metaloksit yarıiletkenlerin, yapısal, morfolojik ve optik özelliklerini kontrol etmek için hem de yeni çok fonksiyonlu yarıiletken malzemeler elde etmek için kullanılabilen bir tekniktir. Malzemelerin başlıca fiziksel ve kimyasal özelliklerini artırmak için Fe, Ga, Sn gibi birçok katkılama elementi araştırmacılar tarafından kullanılmaktadır. Bunların farklı konsantrasyonlarının fiziksel ve kimyasal özelliklere etkisi birçok araştırmacı için bir odak noktası haline gelmiştir[21-24]. Lityum (Li) elementi periyodik tablonun 1A grubunda yer alır ve +1 değerliğe sahiptir. Elektron verme eğilimi yüksek olup alkali bir metaldir. Li elementi su ile rahatlıkla reaksiyona girip kolayca oksitlenir. Çinko (Zn) ise periyodik tablonun 2B grubunda yer alan +2 değerlikli bir elementtir. Bileşiklerinde genellikle iyonik bağ yapıp, güçlü bir indirgeyici olduğu için çözelti bazlı film büyütme işlemlerinde oldukça geniş bir kullanım alanına sahiptir[25-26]. Bu nedenle bu çalışmamızda dikkat çekici fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip, çözelti bazlı tepkimelerde etkin olabilen, yapısal, morfolojik ve optik özelliklerin geliştirilmesinde sıklıkla kullanılan Li ve Zn ikili katkılanmış CuO ince filmler SILAR yöntemi ile sentezlendi. Zn malzemesinin yüzdelik oranı sabit tutularak (%1M) Li un farklı konsantrasyonlarına (sırasıyla %1M, %2M ve %3M) bağlı olarak üç farklı Li- ZnCuO yapıdaki ikili katkılanmış CuO filmler üretildi. Sentezlenen CuO filmlerin yapısal, morfolojik ve optik özellikleri üzerine ikili katkılamanın ve Li konsantrasyon oranlarının etkisi araştırıldı. 2. DENEY (EXPERIMENT) Katkısız CuO ve farklı konsantrasyonlarda nanoyapılı Li katkılı Li-ZnCuO filmler büyütülürken altlık olarak mikroskop cam lamlar kullanıldı. Filmleri büyütmeden önce cam altlıklar ve beherler sırasıyla seyreltik sülfirik asit çözeltisi (H 2SO 4:H 2O, 1:5, v/v), aseton ve saf su ile 5 dakika boyunca ultrasonik banyoda temizlendi. İlk önce 0.1M bakır klorür çözeltisi, bakır (II) klorür dihidrat (CuCl 2. 2H 2O) tuzu ile 100 ml saf su (18 MΩcm özdirençli) kullanılarak hazırlandı. Sonra çözeltinin daha şeffaf ve homojen hale gelmesi için birkaç dakika oda sıcaklığında manyetik karıştırıcı ile karıştırıldı. Karıştırıldıktan sonra çözeltinin ph değerinin yaklaşık 10 olması için amonyak eklendi ve solüsyon yaklaşık 90 ye kadar ısıtıldı. Deneyler sırasında sıcaklık sabit tutuldu ve 1-2 µm kalınlıkta ince film elde etmek için 6 SILAR döngüsü yapıldı. SILAR döngüsü şu şekilde yapıldı: Cam altlıklar çözelti içine daldırıldı ve çözelti içinde 20 s tutuldu. Sonra altlıklar çözeltiden çıkarıldı ve hemen 90 deki sıcak suya 20 s batırıldı. Sıcak sudan çıkarılan altlıklar tekrar sırasıyla 20 s süre ile çözelti ve sonra da sıcak su içine daldırılarak çevrim tamamlandı. Bu şekilde 6 tur yapılarak katkısız CuO ince filmler cam altlık üzerine büyütüldü. Daha sonra CuO ince filmler 350 fırında 45 dakika boyunca tavlandı. Benzer şekilde CuO ince film üzerine Li-Zn ikili katkılamanın etkilerinin araştırılması için Zn oranı %1M değerinde sabit tutularak fakat farklı Li katkı oranlarına (sırasıyla %1M, %2M ve %3M Li) bağlı olarak Li +, Zn +2 ve Cu +2 çözeltileri hazırlandı ve yukarıdaki zaman ve döngü değerlerinde filmler büyütüldü. 3. SONUÇLAR VE TARTIŞMA (RESULTS AND DISCUSSION) 3.1. Metalurjik Mikroskop (MM) Görüntüleri (Metallurgical Microscope Images) Katkısız CuO ve sırasıyla %1M, %2M ve %3M oranlarında Li katkılı Li-ZnCuO ince filmlerin MM görüntüleri Şekil 1(a-d) de verilmektedir. Katkısız CuO filminin Şekil 1(a) daki mikroskop görüntüsünde karanlık ve çukur bölgelerin çok az olduğu 482 SAÜ Fen Bil Der 20. Cilt, 3. Sayı, s. 481-487, 2016

SILAR yöntemi ile üretilen CuO filmlerin yapısal, morfolojik ve R. Aydın, B. Şahin, F. Bayansal görülmektedir. Buradan filmin yüzey homojenliğinin yüksek olduğu anlaşılmaktadır. ZnCuO filme %1M oranında Li katkılanması ile çukur bölgelerin azaldığı ve filmin daha pürüzsüz bir duruma geldiği Şekil 1(b) de görülmektedir. %2M oranında Li katkılanması ile filmin homojenliği bozulmaya ve yüzey pürüzlülüğü artmaya başlamaktadır. ZnCuO filme özellikle %3M oranında Li katkılanması ile yüzey pürüzlülüğünün daha çok arttığı, filmin homojen ve tekdüzeliğinin daha da kaybolmaya başladığı gözlenmektedir. %2M ve üzerindeki Li konsantrasyonuna bağlı olarak yüzey homojenliği bozulmuştur ve yüzeydeki gözenekler artmıştır. Bu durum Şekil 1(c,d) de gösterilmektedir. Buradan %1M oranında Li katkılamanın filmlerin yüzey pürüzlülüğünü azalttığı ve bu değerden daha yüksek oranlarda Li katkılaması ile pürüzlülüğün tekrar artmaya başladığı anlaşılmaktadır. Böylece Li katkısının bir fonksiyonu olarak Zn-Li ikili katkısının nanoyapılı CuO ince filmlerin yüzey morfolojisi üzerine önemli bir etkiye sahip olduğu görülmektedir (c) %2M Li katkılı ZnCuO (d) %3M Li katkılı ZnCuO (a) CuO Şekil 1. (a) Katkısız CuO, (b) %1M, (c) %2M ve (d) %3M Li katkılı ZnCuO ince filmlerin MM görüntüleri (MM images of (a) Undoped CuO (b) 1%M (c), 2%M and (d) 3%M Li doped ZnCuO thin films) 3.2. X-Işını Kırınımı (XRD) analizi (X-Ray Diffraction Analysis) (b) %1M Li katkılı ZnCuO Katkısız CuO ve %1M, %2M ve %3M Li katkılı Li- ZnCuO ince filmlerin yapısal özellikleri X-ışını kırınımı (XRD) ölçümleri ile incelenmiştir. Şekil 2 (a) da bu filmlerin XRD kırınım desenleri verilmiştir. Katkısız CuO ve Li-ZnCuO filmler için tercihli yönelimin [111] ve [111] yönünde olduğu Şekil 2(a) dan anlaşılmaktadır. Katkısız CuO (111) ve (111) düzlemlerindeki pik şiddetleri Li katkılama oranlarına bağlı olarak artmakta ve %3M Li katkılama oranda ise azalma göstermektedir. Buradan da görüldüğü üzere yüksek oranlı katkılamalar filmlerin yapısal özellikleri ile ilgili güzel sonuçlar veremeyebilmektedir. Benzer sonuçlar Sahin ve ark. nın yapmış olduğu çalışmalarda da görülmüştür [27]. SAÜ Fen Bil Der 20. Cilt, 3. Sayı, s. 481-487, 2016 483

R. Aydın, B. Şahin, F. Bayansal SILAR yöntemi ile üretilen CuO filmlerin yapısal, morfolojik Tablo 1. Katkısız CuO ve farklı konsantrasyonlarda Li katkılı Li- ZnCuO ince filmlerin pik şiddeti, kristalit boyutu, pik yarı yükseklik genişlik (FWHM) ve optik bant aralık değerleri (Peak intensity, crystallite size, full width at half maximum intensity (FWHM) and optic bandgap values of undoped CuO and different concentrations of Lidoped Li-ZnCuO films) Numune CuO %1M Li- ZnCuO %2M Li- ZnCuO %3M Li- ZnCuO Pik Şiddeti ( ) (cps) Kristalit boyutu (nm) Pik yarı yükseklik genişliği Optik bant aralığı (ev) 6662 12.37 0.704 1.44 7679 13.22 0.659 1.41 8789 14.10 0.618 1.38 7822 12.69 0.686 1.34 Nanoyapılı filmlerin ortalama kristalit boyutu (D), Scherer bağıntısı kullanılarak pik yarı yükseklik genişliği (FWHM) değerinden hesaplanmaktadır. Scherer bağıntısı [3] 0.94 D cos (1) ile verilir. Burada λ X-ışının dalga boyu, β pik yarı yükseklik genişliği ve θ Bragg açısıdır. Bu bağıntı yardımıyla hesaplanan kristalit boyutu, pik yarı yükseklik genişliği ve pik şiddeti değerleri Tablo 1 de verilmiştir. Şekil 2. (a) Katkısız CuO ve %1M, %2M ve %3M Li katkılı Li-ZnCuO ince filmlerin XRD desenleri ve (b) artan Li konsantrasyonunun bir fonksiyonu olarak kristalit boyutu ((a) XRD patterns of undoped CuO and 1%M, 2%M and 3%M Li doped Li-ZnCuO thin films (b) crystallite size as a function of increasing Li concentration ) Şekil 2(b) de Li katkı konsantrasyonlarına bağlı olarak kristalit boyutundaki değişim görülmektedir. Kristalit boyutu değerleri, Li katkı oranlarına bağlı değişim göstermektedir. Pik yarı yükseklik genişliği sırasıyla %1M ve %2M Li katkı oranlarında azalırken Denk.(1) e göre kristalit boyutu artmaktadır (sırasıyla 13.22 nm ve14.10 nm). Ancak %3M Li katkı değerinde ise pik yarı yükseklik genişliği artmakta, dolayısıyla kristalit boyutu azalarak 12.69nm değerine düşmektedir. 484 SAÜ Fen Bil Der 20. Cilt, 3. Sayı, s. 481-487, 2016

SILAR yöntemi ile üretilen CuO filmlerin yapısal, morfolojik ve R. Aydın, B. Şahin, F. Bayansal 3.3. Optik Özellikler (Optical Properties) geçişler için ½ dir ve CuO filmler direkt izinli yarıiletken malzemeler olarak bilinmektedir. Buradan yola çıkarak Şekil 3(a) da katkısız CuO ve farklı konsantrasyonlarda Li katkılı Li-ZnCuO filmlerin (αhυ) 2 nin foton enerjisi (hυ) ye bağlı değişim grafikleri verilmektedir. Filmlerin Li katkılamasına (%1M, %2M, %3M) bağlı olarak hesaplanan E g değerleri yaklaşık olarak sırasıyla 1.44, 1.41, 1.38 ve 1.34 ev olarak bulunmuştur ve Tablo 1 de listelenmiştir. Li konsantrasyonlarına bağlı olarak Li- ZnCuO filmlerin bant aralık değerleri Şekil 3(b) de gösterilmektedir. Şekil 3(b) den artan Li konsantrasyonuna bağlı olarak filmlerin bant aralık değerlerinin azaldığı görülmektedir. Optik bant aralık enerji değerlerindeki bu değişiklik artan oranlarda Li katkılaması ile Li-ZnCuO filmlerin kristal yapılarındaki değişimin bir sonucudur. Zira nano yapıda değişen boyut doğrudan optik özellikleri etkilemektedir. Düşük boyutlarda ortaya çıkan kuantum sınırlama etkisi enerji seviyelerinde yarılmalara ve ayrışmalara yol açar. Bunun sonucu olarak da değişen boyut farklı bant aralığı değerlerini ortaya çıkarmıştır [3,25]. Katkısız CuO ve farklı konsantrasyonlarda Li katkılı Li- ZnCuO filmlerin 600-1100nm dalga boyları aralığındaki optik geçirgenlik eğrileri Şekil 4 de gösterilmektedir. Katkısız CuO film yüksek dalgaboylarında en yüksek geçirgenliğe sahiptir (%8). Artan Li konsantrasyonlarına bağlı olarak Li-ZnCuO filmlerin geçirgenliği azalmıştır (sırasıyla %7, %4, %3). Şekil 3. Katkısız CuO ve farklı konsantrasyonlarda Li katkılı Li-ZnCuO filmlerin (a) (αhυ) 2 nin foton enerjisi (hυ) ye karşı çizimleri ve (b) bant aralığı değerleri ((a) (αhυ) 2 vs. photon energy (hυ) plots and (b) bandgap values of undoped CuO and different concentrations of Lidoped Li-ZnCuO films) Nanoyapılı CuO ince filmlerin optik bant aralık enerji değerleri E g, h = (h ) (2) Tauc denklemi [25] kullanılarak hesaplandı. Burada α optik soğurma katsayısı, hυ gelen foton enerjisi olup, C ise bağımsız bir sabittir. m doğrudan (direkt) izinli Şekil 4. Katkısız CuO ve farklı konsantrasyonlarda Li katkılı Li-ZnCuO filmlerin optik geçirgenlik spektrumları (The optical transmittance spectra of undoped CuO and different concentrations of Li-doped Li- ZnCuO films) Bu sonuç Tablo 1 deki bant aralığı değerleri ile örtüşmektedir. Çünkü geçirgenlik absorbans ile ters orantılıdır. Artan Li katkılama oranları ile Li-ZnCuO filmlerin E g değerleri absorbansın bir sonucu olarak azalırken geçirgenlik değerlerininde azalması beklenen bir durumdur. SAÜ Fen Bil Der 20. Cilt, 3. Sayı, s. 481-487, 2016 485

R. Aydın, B. Şahin, F. Bayansal SILAR yöntemi ile üretilen CuO filmlerin yapısal, morfolojik 4. SONUÇ (CONCLUSION) Nanoyapılı katkısız ve %1M sabit Zn katkısı ile birlikte sırasıyla %1M, %2M ve %3M Li katkılı 3 adet Li-Zn ikili katkılı CuO film basit ve ucuz bir yöntem olan SILAR yöntemi ile başarılı bir şekilde üretildi. Sentezlenen numunelerin yapısal, morfolojik ve optik özellikleri üzerine ikili katkılamanın ve Li katkılama konsantrasyonunun etkisi MM, XRD ve UV-Vis. Spektroskopi ile incelendi. XRD analizleri katkısız CuO ve Li-ZnCuO filmler için tercihli yönelimin [111] ve [111] yönlerinde olduğunu göstermektedir. (111) ve (111) düzlemlerindeki pik şiddetleri ve kristalit boyutları artan Li katkılama oranları ile artmakta ve %3M Li katkılama oranında ise azalma göstermektedir. Buradan %3M ve üzerindeki yüksek oranlı Li katkılamalarında filmin homojenliğinin bozulduğu anlaşılmaktadır. Benzer sonuçları, MM ölçümleri de göstermektedir. UV- Vis. sonuçlarından ise Li katkı oranının artmasıyla filmlerin E g değeri ve geçirgenlik oranlarının azaldığı anlaşılmaktadır. KAYNAKÇA (REFERENCES) [1] V. Ramya, K. Neyvasagam, R. Chandramohan, S. Valanarasu ve A. Milton Franklin Benia, Studies on chemical bath deposited CuO thin films for solar cells application, J Mater Sci: Mater Electron, cilt 26, p. 8489 8496, 2015. [2] A. Watanabe, H. Chiba, T. Kawashima ve K. Washio, Study on Solid-Phase Crystallization of Amorphized Vanadium-Doped ZnO Thin Films, Journal of Electronic Materials, cilt 45, no. 4, pp. 2008-2012, 2016. [3] B. Sahin, F. Bayansal ve M. Yüksel, A novel approach to enhancement of surface properties of CdO films by using surfactant: dextrin, Philosophical Magazine, cilt 95, no. 4, pp. 3888-3895, 2015. [4] A. Alami, A. Allagui ve H. Alawadhi, Microstructural and optical studies of CuO thin films prepared by chemical ageing of copper substrate in alkaline ammonia solution, Journal of Alloys and Compounds, cilt 617, pp. 542-546, 2014. [5] A. Uzunoglu ve L. A. Stanciu, Novel CeO2-CuOdecorated enzymatic lactate biosensors operating in low oxygen environments, Analytica Chimica Acta, cilt 909, pp. 121-128, 2016. [6] B. Behera ve S. Chandra, An innovative gas sensor incorporating ZnO CuO nanoflakes in planar MEMS technology, Sensors and Actuators B, cilt 229, p. 414 424, 2016. [7] H. Siddiqui, M. Qureshi ve F. Haque, Valuation of copper oxide (CuO) nanoflakes for its suitability as an absorbing material in solar cells fabrication, Optik, cilt 127, p. 3713 3717, 2016. [8] X. Chen, Y. Huang, X. Zhang, C. Li, J. Chen ve K. Wang, Graphene supported ZnO/CuO flowers composites as anode materials for lithium ion batteries, Materials Letters, cilt 152, p. 181 184, 2015. [9] B. Wang, Q. Sun, S. Liu ve Y. Li, Synergetic catalysis of CuO and graphene additives on TiO2 for photocatalytic water splitting, International Journal of Hydrogen Energy, cilt 38, pp. 7232-7240, 2013. [10] T. Koh, E. O Hara ve M. Gordon, Growth of nanostructured CuO thin films via microplasmaassisted, reactive chemical vapor deposition at high pressures, Journal of Crystal Growth, cilt 363, p. 69 75, 2013. [11] T. Terasako, T. Murakami, A. Hyodou ve S. Shirakata, Structural and electrical properties of CuO films and n-zno/p-cuo heterojunctions prepared by chemical bath deposition based technique, Solar Energy Materials & Solar Cells, cilt 132, p. 74 79, 2015. [12] C. Jin, H. Kim, S. An ve C. Lee, Highly sensitive H2S gas sensors based on CuO-coated ZnSnO3 nanorods synthesized by thermal evaporation, Ceramics International, cilt 38, p. 5973 5978, 2012. [13] L. Guo, M. Zhao, D.-M. Zhuang, M. Cao, L. Ouyang, X. Li, R. Sun ve Z. Gao, Influences of CuO phase on electrical and optical performance of Cu2O films prepared by middle frequency magnetron sputtering, Applied Surface Science, cilt 359, p. 36 40, 2015. [14] J. Wu, K. S. Hui, K. N. Hu, L. Li, H.-H. Chun ve Y. R. Cho, Characterization of Sn-doped CuO thin films prepared by a sol gel method, J Mater Sci: Mater Electron, cilt 27, p. 1719 1724, 2016. [15] S. Ashokan, V. Ponnuswamy ve P. Jayamurugan, Fabrication and characterization PANI/CuO hybrid films by nebulizer spray pyrolysis technique for diode applications, Optik, cilt 126, p. 2591 2595, 2015. [16] A. Chen, H. Long, X. Li, Y. Li, G. Yang ve P. Lu, Controlled growth and characteristics of singlephase Cu2O and CuO films by pulsed laser deposition, Vacuum, cilt 83, p. 927 930, 2009. [17] P. Mitra, Preparation of Copper Oxide thin Films by SILAR and their Characterization, Journal of Physical Sciences, no. 14, pp. 235-240, 2010. 486 SAÜ Fen Bil Der 20. Cilt, 3. Sayı, s. 481-487, 2016

SILAR yöntemi ile üretilen CuO filmlerin yapısal, morfolojik ve R. Aydın, B. Şahin, F. Bayansal [18] A. Astam, Y. Akaltun ve M. Yıldırım, Conversion of SILAR deposited Cu3Se2 thin films to Cu2-xSe by annealing, Materials Letters, cilt 166, p. 9 11, 2016. [19] V. Kumbhar, A. Lokhande, N. Gaikwad ve C. Lokhande, Synthesis of samarium telluride thin films by successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) method for supercapacitor application, Materials Science in Semiconductor Processing, cilt 46, p. 29 34, 2016. [20] M. A. Yıldırım, S. Yıldırım, İ. Cavanmirza ve A. Ates, Chemically synthesis and characterization of MnS thin films by SILAR method, Chemical Physics Letters, cilt 647, p. 73 78, 2016. [21] K. Sankarasubramanian, P. Soundarrajan, K. Sethuraman ve K. Ramamurthi, Chemical spray pyrolysis deposition of transparent and conducting Fe doped CdO thin films for ethanol sensor, Materials Science in Semiconductor Processing, cilt 40, p. 879 884, 2015. [22] M. Thambidurai, N. Muthukumarasamy, A. Ranjitha ve D. Velauthapillai, Structural and optical properties of Ga-doped CdO nanocrystalline thin films, Superlattices and Microstructures, cilt 86, p. 559 563, 2015. [23] Z. Pan, X. Tian, G. Hu, C. Xiao, Z. Wei, S. Wu, Z. Li ve J. Deng, Investigation of optical and electronic properties in Al Sn co-doped ZnO thin films, Materials Science in Semiconductor Processing, cilt 16, p. 587 592, 2013. [24] R. Gupta, Z. Serbetçi ve F. Yakuphanoglu, Bandgap variation in size controlled nanostructured Li Ni co-doped CdO thin films, Journal of Alloys and Compounds, cilt 515, p. 96 100, 2012. [25] B. Sahin ve F. Bayansal, Facile synthesis of group-i elements (K, Li and Na)-doped nanostructured CdO films, Philosophical Magazine, cilt 94, no. 36, pp. 4171-4180, 2014. [26] K. Usharani ve A. Balu, Structural, Optical, and Electrical Properties of Zn-Doped CdO Thin Films Fabricated by a Simplified Spray Pyrolysis Technique, Acta Metall. Sin. (Engl. Lett.), cilt 28, no. 1, p. 64 71, 2015. [27] B. Sahin, M. Alomari ve T. Kaya, Hydration detection through use of artificial sweat in dopedand partially- doped nanostructured CuO films, Ceramics International, cilt 41, p. 8002 8007, 2015. SAÜ Fen Bil Der 20. Cilt, 3. Sayı, s. 481-487, 2016 487