Gaz algılayıcı olarak kullanılmak üzere zno nanoyapıların CVD yöntemiyle üretilmesi ve karakterizasyonu

Abstract

Bu tezde, yüksek saflıktaki ZnO malzeme kullanılarak, kimyasal buhar biriktirme yöntemiyle (CVD) 1100°C'de üretilen nano parçacıklardan sensör üretilmiş ve bu sensörlerin gaz algılama özelliklerine bakılmıştır. Öncelikle nano yapıların kimyasal buhar biriktirme yöntemiyle oluşturulması sağlanarak bu elde edilen yapıların karakterizasyonları yapılmıştır. Taramalı elektron mikroskobu (SEM), x ışınları kırınımı (XRD) ve enerji dağılımlı x ışını (EDX) ile analizleri tamamlanmıştır. ZnO nanoyapıların SEM ile yapılan yapısal karakterizasyonu sonucu tetrapod cinsinden olduğu anlaşılmış ve XRD analizi ile vürtzit yapıda oldukları tespit edilmiştir. Daha sonra üretilen nano yapılardan sensör yapılmak üzere, silisyum üzerine termal buharlaştırıcıda altın kaplama yapılarak kontaktlar alınmış ve daha sonra bu yapının üzerine CVD çemberinden elde edilen yapıların çözdürülerek aktarılması sağlanmıştır. Elde edilen aygıt gaz ölçüm sistemine bağlanmış kontak alınarak ZnO nanoyapıların elektriksel karakterizasyonu I-V ölçümleriyle elde edilmiştir. ZnO tetrapodların gaz algılama özelliklerini incelemek amacıyla, etanol, aseton, kloform, diklorometan izopropanol ve azot dioksiti algılama özellikleri, bilgisayar destekli gaz akış ünitesi kullanılarak 1V sabit akım altında, 200 °C sıcaklıkta belirli gaz konsantrasyonları için test edilmiştir. ZnO tetrapod nanoyapıların bu gazlara duyarlık gösterdiği tespit edilmiştir.

The subject of this thesis is to produce sensors by using nano-particles made of high purity ZnO which are synthesized at 1100 °C with CVD method and examine gas sensitivity properties of these sensors. First of all, after production, the characterization of nano-structures was reformed, by using SEM, XRD and EDX. According to the structural characterization by using SEM, it is shown that ZnO nano-structures are type of tetrapod, and exists in wurtzite structure according to the XRD analysis. After the first stage, contact points was obtained by plating gold over silisium in thermal vaporizer to produce sensors from the nano-structures. Then, the structures obtained from CVD circle was solved on this contact points. The produced device was connected to the gas measurement system, and electrical characteristics of ZnO nano-structures was acquired with I-V measurements. Finally, to examine gas sensitivity properties of ZnO tetrapods, ethanol, acetone, chloroform, dichloromethane, isopropanol and nitrogen dioxide sensitivity properties were measured by using a computer supported gas flow unit in 200 °C and under 1V constant current for a spesific concentration value66. According to this measurements, it is discovered that ZnO tetrapod nano-structures are sensitive to these gases.