Cerium oxide thin film growth using pulsed electron deposition method
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Nanobilim ve Nanomühendislik Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: THEKRA ABDELQADER RADWAN ALQUTAMY
Danışman: Mustafa Tolga Yurtcan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Amaç: Bu çalışma, CeO2 ile yakın kafes uyumuna sahip LaAlO3 alttaşları üzerine seryum oksit ince filmlerin büyütülmesi ve karakterizasyonunu araştırmayı amaçlamaktadır. Araştırma, optimum büyütme sıcaklığının belirlenmesi ve kataliz, biyomedikal alanlar ve mikroelektronik gibi potansiyel uygulamalar için filmlerin yüzey kalitesi ve kristallik durumunun değerlendirilmesine odaklanmaktadır. Yöntem: Seryum oksit ince filmleri, ortam sıcaklığından 600 °C'ye kadar olan sıcaklıklarda, 100 °C artışlarla, darbeli elektron biriktirme yöntemi kullanılarak LaAlO3 alttaşları üzerine biriktirilmiştir. Daha önce hazırlanmış bir CeO2 hedef, %99.999 saf oksijen gazı ile 10 mTorr basınç altında biriktirme için kullanılmıştır. Ablasyon işlemi, 15 keV'de çalışan bir elektron kaynağı ile gerçekleştirilmiştir. Elementel analiz için X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS), faz tanımlaması için düşey giriş açılı X-ışını kırınımı (GIXRD) ve yüzey karakterizasyonu için taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) gibi çeşitli analitik teknikler kullanılmıştır. Bulgular: XPS analizi, biriktirilen filmlerde yalnızca seryum ve oksijenin varlığını doğrulamıştır. GIXRD sonuçları, numunelerin ağırlıklı olarak Ce2O3'e ait yüksek şiddetli tek bir pik sergilediğini ortaya koymuştur. Detaylı GIXRD analizi, CeO2, Ce2O3 ve Ce7O12 olmak üzere çok düşük şiddetlere sahip üç farklı seryum oksit fazının oluştuğunu göstermiştir. SEM ve AFM analizleri, 200 °C'de biriktirilen ve 15 Torr'da tavlanan numunenin, mikroelektronik ve fotonik gibi uygulamalarda cihaz verimliliğini artırmak için önemli olan en pürüzsüz yüzeye sahip olduğunu göstermiştir. Sonuç: En iyi Ce2O3 kristalliğinin elde edilmesi için optimum büyüme sıcaklığı 300 °C olarak bulunmuştur. En pürüzsüz yüzey, 200 °C'de biriktirilen ve 15 Torr'da tavlanan filmler için elde edilmiştir. Buna karşılık, alttaşı hedefin normaliyle dik konumlandırmak veya 30 Torr'da tavlamak, ince filmlerin kalitesini düşürmüştür. Çalışma, nano-düz yüzeylere sahip bu seryum oksit ince filmlerin, özellikle yüksek yüzey kalitesi ve düzgünlük gerektiren çeşitli uygulamalar için uygun olduğunu sonucunu göstermektedir. Anahtar Kelimeler: seryum oksit, CeO2, Ce2O3, Ce7O12, ince film, LaAlO3 (LAO), Darbeli elektron biriktirme, PED. Ağustos 2024, 72 sayfa sonra doldurulacaktır"