Sol-Jel Yöntemi İle Üretilen Metal Oksitlerin (Zno, Tio2 Ve Sno2)

Abstract

Günümüzde yarıiletkenler teknoloji, sanayi, enerji, savunma, uzay uygulamaları ve sağlık sektörü gibi neredeyse tüm gezegeni ve insanlığı ilgilendiren hayati konularda kritik bir rol oynamaktadır. Dolayısıyla günlük hayatımızda kullandığımız pek çok cihazın da vazgeçilmez bir parçasıdır. Hız çağını yaşadığımız bu zamanlarda, teknolojik faaliyetler de büyük bir ivme ile gelişmektedir. Bu çerçevede, akıllı aygıtların ve sistemlerin daha hızlı, hafif, pratik, uzun ömürlü, fonksiyonel olması adına yarıiletkenlerin de gelişmiş özelliklere sahip olması kaçınılmazdır. Yeni nesil yarıiletkenler arasında SnO2, ZnO, Fe2O3, TiO2, In2O3, Co3O4 ve CuO gibi metal oksitler üstün fiziksel ve kimyasal özellikler sergilemektedir. Bu metal oksit yarıiletkenler arasında ise ZnO, TiO2 ve SnO2 üzerine en çok çalışma yapılmış bileşiklerdir. Bu malzemeler pek çok pratik uygulamada sergiledikleri mevcut performansın yanında çeşitli modifikasyonlar ile daha yüksek potansiyel vaat e etmektedirler. ZnO, TiO2 ve SnO2 metal oksit yarıiletkenler; fotokatalitik uygulamalar, güneş hücreleri, lityum iyon pilleri, çeşitli sensörler, tıbbi uygulamalar, seramik ve biyomalzemeler, su arıtma sistemleri, kozmetik ürünler, tarım ve gıda sektörleri vb. pek çok farklı alanda yoğun olarak kullanılmaktadır. Tüm bu uygulamalarda bu yarıiletkenlerin farklı formlarda ve boyutlarda olması gerekebilir. Bu noktada bu ürünün çeşitli yapısal özelliklerini etkileyen üretim süreçleri ve parametreleri kritik rol oynamaktadır. Bu malzemelerin özellikle nano ölçekte sentezlenmesi ile ortaya çıkan kuantum sınırlama etkileri üst düzey optoelektronik uygulamalara imkân vermektedir. Bu bağlamda, şimdiye kadar yapılan çalışmaların büyük bir kısmı metal oksitlerin optik özelliklerini geliştirmeye yöneliktir. ZnO’nun mekanik özellikleri üzerine oldukça yayın bulunmasına karşılık TiO2 ve SnO2 metal oksitlerin mikromekanik özelliklerinin incelendiği çalışmalar oldukça nadirdir. Buna ilaveten, bildiğimiz kadarıyla sol-gel yöntemle üretilmiş ve ZnO, TiO2 ve SnO2 metal oksitlerin aynı koşullarda üretilip mekanik özelliklerinin karşılaştırıldığı bir çalışma ise henüz bulunmamaktadır. Bu açıdan söz konusu projede sol-jel yöntemle üretilmiş ZnO, TiO2 ve SnO2 metal oksitlerin yapısal ve mekanik özelliklerinin hem ısıl işlem süreçleriyle hem de çeşitli geçiş metali katkılamaları ile geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Bu sayede hem daha önce çalışılmamış katkılamalar gerçekleştirilecek hem de elde edilen sonuçlar en sık kullanılan 3 metal oksitin mekanik ve yapısal özelliklerin derinlemesine bir şekilde karşılaştırılmasına olanak sağlayacaktır.