İnce filmlerin optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...sol-jel...
TRANSCRIPT
![Page 1: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/1.jpg)
İnce Filmlerin Optik
Özellikleri
Okan Ağırseven
090000340
![Page 2: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/2.jpg)
Kalınlıkları bir mikrondan daha
ince olan filmlere ince film adı
verilir.
İnce film nedir?
![Page 3: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/3.jpg)
İnce filmler,
Mikroelektronik,
Devre elemanı yapımı,
Güneş pilleri,
Koruyucu kaplamalar,
Yani genel olarak ışığın kontrol edilmesi
gereken, optoelektronikle ilgili hemen her
alanda kullanılırlar.
![Page 4: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/4.jpg)
İnce filmlerin yapımında kullanılan
yöntemler temelde ikiye ayrılırlar.
1) Fiziksel yöntemler:
- Tozutma
- Püskürtme
- MBE (Molecular
Beam Epitaxy)
2) Kimyasal yöntemler:
- Sol-Jel Yöntemi
- Kimyasal Buhar
Depozisyonu
![Page 5: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/5.jpg)
Sol-jel Yöntemi:
Sol, katıların sıvı içerisinde dibe çökmeden dağınık halde
bulundukları sisteme verilen isimdir.
Jel, katı moleküllerin sol gibi koloid bir yapının içinde
genişleyip büyük boyutlara ulaşmış haline verilen isimdir.
Sol-jel yönteminde sıvı fazdaki kaplama
malzemesi cam gibi taşıyıcı bir yüzey üzerine
kaplanır. Kaplanan film düşük sıcaklıkta ısıtılarak
kurutulur ve daha sonra sıcaklık arttırılarak filmin
yoğunluğunun artması sağlanır.
![Page 6: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/6.jpg)
Sol-jel yönteminin avantajları:
Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar.
Filmin mikro yapısı üzerinde kolayca değişiklik yapılmasını
sağlar.
Yöntem taşıyıcı geometrisiyle sınırlı değildir.
Kaplamada kullanılan maddelerin bulunması kolaydır. Bu da
maliyeti düşük tutmaktadır.
Sol-jel yöntemi uygulanırken fazla yüksek sıcaklıklara
gereksinim duyulmaz.
Uygulamada kullanılan kimyasal maddeler zararsızsalar, insan
sağlığı ve çevre kirliliği açısından tehlike oluşturmaz.
![Page 7: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/7.jpg)
Sol-jel yönteminin dezavantajları:
Uygulamada kullanılan kimyasal maddeler zor
bulunanlardan seçilirse maliyet önemli bir şekilde
yükselebilir.
Sol-Jel yöntemi ile kaplama yapılırken malzemeden
fazla kayıp verilir.
Kullanılan kimyasallar kurşun gibi zehirleyici ve
zararlı maddelerden seçilirse insan sağlığına ve
çevreye zarar verebilir.
Filmlerde karbon çökeltisi kalır.
![Page 8: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/8.jpg)
İnce Filmlerin Optik Özellikleri
Saydam izotropik yüzeyler için Maxwell denklemleri,
![Page 9: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/9.jpg)
İletken olmayan bir yüzey için Maxwell denklemleri,
Yüksüz bir yüzey için Maxwell denklemleri,
![Page 10: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/10.jpg)
Yansıma ve geçirme sırasında elektrik ve
manyetik vektörlerin durumu
![Page 11: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/11.jpg)
Yansıtma ve geçirmenin olduğu iki
saydam yüzey için vektör denklemleri
Birinci yüzey için, İkinci yüzey için,
![Page 12: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/12.jpg)
Sınır koşulları ile denklemlerin
durum vektörleri cinsinden yazılması
![Page 13: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/13.jpg)
Tek Film İçin Yansıma ve
Geçirme Bağıntılarını Hesaplama
Teknikleri
![Page 14: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/14.jpg)
Toplama Metodu
![Page 15: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/15.jpg)
Filmin içinden geçen ışının faz değişimi,
Yansıyan ışın için toplama formülü,
Enerjinin korunumundan,
Yansıma için toplama denkleminin son hali,
![Page 16: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/16.jpg)
Aynı şekilde geçirme için toplama formülü,
Birim genlikteki ışınları ele alırsak,
![Page 17: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/17.jpg)
Tek film için yansıma ve geçirme bağıntılarının temel halleri,
![Page 18: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/18.jpg)
Fresnel bağıntılarının kırma indisleri cinsinden yazılması,
Bu bağıntılar kullanılarak elde edilen son denklemler,
![Page 19: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/19.jpg)
Matris Metodu
Matris metodu sonucu elde edilen denklemler ve kullanılan özdeşlikler,
![Page 20: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/20.jpg)
Deneysel Çalışma
![Page 21: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/21.jpg)
Taşıyıcı Hazırlanması
Taşıyıcı kesilir (Corning cam)
Taşıyıcı temizlenir
Özel sıvı deterjan
Aseton, metanol ve etanol
![Page 22: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/22.jpg)
Solün Hazırlanışı ve Uygulanışı
60ml etil alkole birkaç damla nitrik asit
(katalizör) damlatıldı.
2ml vanadyum oksitrisopropoksit eklendi.
1 saat boyunca manyetik karıştırıcı yardımıyla
karıştırıldı.
Elde edilen sol ile filmler kaplandı.
Böylece vanadyum oksit filmler elde edildi.
2VO
![Page 23: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/23.jpg)
Ölçümler ve Sonuç
NKD cihazı ile ölçüm
UV/VIS spektroskopisi ölçümü
Program sonucu ile karşılaştırma
![Page 24: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/24.jpg)
NKD Analizörü Ölçümü
![Page 25: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/25.jpg)
UV/VIS Spektroskopisi Ölçümü
![Page 26: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/26.jpg)
Program Sonuçları ile Karşılaştırma
NKD & Program UV/Vis & Program
![Page 27: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/27.jpg)
Sonuç ve Yorum
Programda soğurma ihmal edildi.
Bu yüzden yansıtma değerleri kritik soğurmanın bulunduğu bölgede aldığımız ölçümlerin üzerinde çıktı.
Soğurmanın daha az olduğu görünür bölge ve kızıl ötesinde ise program sonuçları daha tutarlı çıktı.
Bu program aracılığıyla filmlerin kırma indisi ve kalınlığı hakkında yaklaşık olarak fikir alınabilmektedir.
Laboratuvarda amaca uygun hazırlanacak saydam filmlerin kalınlığı ve kırma indisi ilk yaklaşıklıkla bu program vasıtası ile hızlı bir şekilde belirlenebilmektedir.
![Page 28: İnce Filmlerin Optik Özellikleripeople.oregonstate.edu/~agirsevo/presentations/...Sol-jel yönteminin avantajları: Yüksek derecede homojenlik ve kalınlık kontrolü sağlar. Filmin](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022043003/5f849b027fb94b07315bee19/html5/thumbnails/28.jpg)
SON