Co ? katkılı TiO2 ince filmlerin yapısal ve optik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Yapılan bu çalışmada, sol-jel metoduyla hazırlanan katkısız ve katkılı TiO2 ince filmlerinin yapısal ve optik özellikleri incelendi.TiO2 ince filmler cam taşıyıcı üzerine kaplandı. Bu işlem için gerekli çözelti, uygun miktarlarda titanyum (IV) isopropoxide, etanol, hidroklorik asit ve deiyonize su içermektedir. Filmlerin cam taşıyıcı üzerine kaplanmasında 0.52 cm/s düşey hızla daldırma yöntemi kullanıldı ve çok katmanlı filmler hazırlandı. Her kaplama sonunda 30 dakika süresince 120 oC'de kurutma işlemi yapılan filmler son olarak 650 oC'de 2 saatlik ısıl işleme tabii tutuldu.Filmlerin kristal yapı analizleri X-ışınları kırınım cihazı (XRD) kullanılarak yapıldı. Bu analizler neticesinde TiO2 filmlerin anataz yapıda olduğu görüldü.Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) yardımıyla filmlerin morfolojisi incelendi. Kobalt katkısının artmasıyla filmde gözenekli yapıların ve parçacık büyüklüğünün arttığı görüldü.Filmlerin optik özellikleri UV spektrometresiyle tespit edildi. Soğurma spektrumu yardımıyla filmlerin yasak enerji aralığı hesaplandı. Yasak enerji aralığı, saf TiO2 örnek için 3.25 eV iken kobalt katkısının artması ile TiO2'in yasak enerji aralığı değerlerinin azaldığı tespit edildi. In this work, the structural and optic properties of doped and undoped TiO2 films were obtained by sol-gel technique.Thin films of TiO2 were coated on glass substrates. The solution used was a mixture of titanium (IV) isopropoxide, ethanol, hydrocloric acid and deionized water. The films were prepared by dipping the substrates into the solution. Each time the substrates were withdrawn from the solution with the speed of 0.52 cm/s and multilayer films were prepared. After each coating the film was allowed to dry at 120 oC for 30 minutes and than sintered 2 hours at 650 oC.The structure analyses of the crystalline films were studied through XRD. According to the experimental results, TiO2 films showed anatase phase.Morphology of the films was measured by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). It was observed that increasing cobalt concentration increased the pore structure and particle size of TiO2 films.Optical properties of the films were obtained by using UV spectrometer. Using absorption spectrum, the band gap of the films was determined. It was determined that increasing cobalt concentration decreased the band gap of TiO2 films.