Nano yapılı TiO2 filmlerin üretilmesi, karakterizasyonu ve sensör özelliklerinin incelenmesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: OZAN YILMAZ

Danışman: Mehmet Faruk Ebeoğlugil

Özet:

Çevresel faktörlerin izlenmesi gün geçtikçe önem kazanmaktadır. Bu ihtiyaç, hassas, güvenilir ve gerçek zamanlı sensörlerin geliştirilmesini zorunlu kılmıştır. Çevresel gazların varlığını veya konsantrasyonunu tespit ederek, zehirli gazların tespiti, emisyon ölçümü, gaz kaçaklarının belirlenmesi, hava kalitesinin iyileştirilmesi, sağlık sektöründeki nefes takibi, gıda sektöründeki gıda bozulma tespitleri içinse gaz sensörlerine ihtiyaç vardır. Kuşkusuz, mevcut gazlar arasında dünyanın karbon döngüsünde önemli bir rol oynayan karbondioksit gazının tespiti de büyük bir öneme sahiptir. Bu tezin amacı titanyum dioksit malzemesinin nanoyapılı ince filmlerin anotlama yöntemiyle üretilmesi ve ardından bu malzemelerin kullanılarak karbondioksit gazının optik açıdan ölçülmesi üzerinedir. Öncelikle farklı üretim parametreleri ile anotlama çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Elektrolit tipinin, sürenin ve voltajın etkileri yüzey yapısı, absorbans özellikleri açısından incelenmiştir. Ardından elde edilen anotlama sonuçlarına dayanarak nano yapılı titanium oksit filmlerin karbondioksit gazına olan hassasiyeti fotolüminesans cihazı ile belirlenmiştir. Titanyum dioksit yüzeylerine 1-hidroksi-3,6,8-pirentrisülfonatın boyasının uygulanması yapılarak ölçüm hassasiyetinin 8,5 kat artması sağlanmıştır. Hassasiyet, sensör malzemelerinin farklı karbondioksit konsantrasyonlarına maruz bırakılarak ölçülen floresans yoğunluğu ile ilişkilendirilerek test edilmiştir. Filmlerin kristalografik yapısı, yüzey morfolojisi ve optik özellikleri sırasıyla XRD, SEM ve UV-vis spektrumu ile araştırıldı. Numunelerin ıslanabilirliği temas açısı ölçüm ekipmanı ile belirlendi. Filmlerinin absorbans özellikleri, ultraviyole ışınımı altında metilen mavisinin bozuması ile test edildi. Anotlama titanyum dioksit filmlerin karbondioksit gazına duyarlılıkları tespit edilmiştir.