Ultrasonik kimyasal püskürtme ile üretilen vanadyum oksit filmleri: Taban sıcaklığının etkisi

Bu çalışmada, vanadyum oksit (VOx) ince filmleri ultrasonik kimyasal püskürtme (UKP) tekniği kullanılarak farklı taban sıcaklıklarında (200, 250, 300 ve 350 °C) mikroskop cam tabanlar üzerine büyütülmüştür. Vanadyum klorür tuzu ve deiyonize su kullanılarak hazırlanan 0,01M'lık başlangıç püskürtme çözeltisi, 5 ml/dk püskürtme hızında 1,5 bar basınçlı hava yardımıyla 20 dk süresince püskürtülerek vanadyum oksit ince filmleri hazırlanmıştır. Filmlerin yapısal, yüzeysel, optiksel ve elektriksel özellikleri incelenmiş ve bu fiziksel özellikleri üzerine taban sıcaklığının etkisi araştırılmıştır. Filmlerin yapısal özelikleri x-ışını kırınımı tekniği ile incelenmiş ve tüm filmlerin polikristal yapıda oldukları belirlenmiştir. Optiksel incelemelerden, filmlerin görünür bölgede yaklaşık %30-50 civarında optiksel geçirgenliğe sahip oldukları ve yasak enerji aralıklarının yaklaşık olarak 2,37-2,48 eV arasında değiştiği tespit edilmiştir. Filmlerin elektriksel iletim mekanizmalarını incelemek için iki uç tekniği kullanılmış ve her bir film için elektriksel iletkenlik değerleri hesaplanmıştır. AFM ile morfolojik yapılarının incelenmesi sonucunda, film yüzeylerinin hemen hemen homojen oldukları ve tabana tutunmanın iyi olduğu gözlenmiştir. Yapılan bütün analizler taban sıcaklığının VOx filmlerin bazı fiziksel özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu göstermiştir.

In this work, vanadium oxide (VOx) thin films were deposited by ultrasonic spray pyrolysis (USP) technique onto microscope glass substrates at different substrate temperatures (200, 250, 300 and 350 °C), using aqueous solution of vanadium chloride salt (0.01M). The solution was sprayed through ultrasonic nozzle using air as carrier gas with a pressure of 1.5 bar during 20 min. The effect of substrate temperature on structural, surface, optical and electrical properties of the films was investigated. The structural properties of the films were investigated by using x-ray diffractometer (XRD) and it was seen that all films have polycrystalline structure. Optical analyses evaluated that films exhibit optical transmission around 30-50 at. % and energy band gaps of the films were estimated to be between ~2,37-2,48 eV. Two probe method have been used to examine electrical conduction mechanisms of films and electrical conductivity values were calculated for each film. From the AFM micrographs, it was clearly seen that all the films have homogeneous surface morphologies and adhered well to the substrates. All analysis revealed that substrate temperature has a significant effect on some physical properties of VOx films.