ZnO ince filminin gaz sensör özelliğinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmanın ilk adımında, cam üzerine buharlaştırılmış InSe altlık üzerine elektrokimyasal olarak ZnO ince film üretilmiştir. Elektrokimyasal büyütme işlemi sırasında başlangıç sıcaklığı olarak 65oC belirlenmiş ve çözelti doğal olarak soğurken büyütme işlemi bir saat süreyle yapılmıştır. XRD ve AFM analizleri yapılarak üretilen ZnO'nun tane büyüklüğü (Grain size) ve yüzey görüntüsü hakkında bilgi edinilmiştir. Ag/ZnO'nun elektriksel karakterizasyonu I-V ölçümleriyle yapılmıştır. Yapılan Ag kontaklardan alınan I-V ölçümlerden kontakların ohmik karakterde olduğu gözlenmiştir. İkinci adımda gaz sensör test düzeneği kurulmuştur. Numunenin üzerine konduğu ısıtıcının kontrolü ve içerideki gazın dışarı atılması için kullanılan pompanın kontrolü NI USB 6259 Data Acquisition (DAQ) veri toplama kartı aracılığı ile sağlanmıştır. MFC'nin ve direnç ölçümü için kullanılan Keithley 199 dmm'nin kontrolü Labview programı yazılarak sağlanmıştır. Son olarak üretilen ZnO ince filmin O2 gazına, farklı sıcaklıklarda verdiği tepki incelenmiştir. ZnO'nun sıcaklık arttıkça O2 gazına verdiği tepkinin arttığı ve tekrar eski haline dönme süresinin giderek kısaldığı tespit edilmiştir. Ayrıca algılama süresi yüzeydeki kirlilik atomlarına bağlı olarak farklı davranış sergilediği gözlenmiştir.

In the first step of this study, ZnO thin film was electrochemically-deposited onto the InSe which was thermally evaporated on the glass. During the growth, initial temperature was determined as 65oC and growth process lasted for an hour while the solution was naturally-cooled down. The information about the grain size and surface conditions was obtained through XRD and AFM analyses. Electrical characterization of Ag/ZnO was performed by I-V measurement. From the I-V measurement it was observed that the Ag contacts were serviced as non-rectifying behavior. In the second step, experimental test arrangement of gas sensor was designed. The control of heater where the sample was on and the control of pump for gas evacuation were provided by NI USB 6259 Data Acquisition (DAQ) card. The control of MFC and Keitley 199 dmm used for resistivity measurements were supported via Labview software program. Finally, the response of ZnO thin film at various temperatures was investigated. It was noticed that the sensitivity of ZnO to O2 gas was improved and recovery time was decreased with the increase in temperature. Furthermore the response time has behaved in a different manner depending on impurity atoms on the surface.