Plazma polimerizasyonu tekniği ile politiyofen ince filmlerin üretilmesi ve karakterizasyonlarının yapılması

Abstract

Bu çalışmada plazma tabanlı elektron demet cihazıyla polimerik yapıda ince film ve nano boyutta polimerik parçacıklar elde edilmiştir. Deneylerde tiyofen monomeri ile herhangi bir çözücü kullanılmadan, oda sıcaklığında, 1 mbar basınç ve 2 kV DC voltaj ile 5 Hz frekanslı 19 kV darbeli voltaj altında, düz cam yüzeyler üzerine plazma polimerizasyonu yöntemi ile kaplama yapılmış, daha sonra bu malzeme, iletkenliğin arttırılması için İyot ile dop edilmiştir.Filmlerin kimyasal yapı tayini için FTIR ve XPS spektrometreleri; yüzey morfolojisinin belirlenmesi için SEM ve TEM teknikleri; band boşluğu tayini için UV-vis spektrometresi; kalıcılık tayini için DTA ve TG teknikleri; kristalik özellikte olup olmadığını anlamak için XRD spektrometresi; yüzey direnci ölçümü için 4-sonda (4-probe) yöntemi kullanılmıştır.Elde edilen filmlerin özelliklerinin geleneksel yöntemlerle ve diğer plazma polimerizasyonu reaktörleriyle elde edilen filmlerden farklı olduğu gözlenmiştir. Bunun nedeni, polimerleşme sürecinin elde edilecek polimerlerin yapısal özellikleri belirliyor olması ve plazma tabanlı elektron demet cihazının diğer yöntemlerden daha farklı bir polimerleşme koşulunu sağlıyor olmasıdır. Ayrıca plazma polimerizasyonu sürecinde plazma parametrelerinin istenilen özellikte filmler ve hatta nano boyutta parçacıklar elde edebilmek için kontrol edilebileceği görülmüştür. Film ve parçacıkların iletkenliklerinin dop edildikten sonra yarıiletken değerleri içinde olduğu gözlenmiştir. Bu da bu filmlerin bu özelliklerinden dolayı daha farklı kullanım alanlarının olabileceğini gösterir.

In the frame of this thesis, polymer-like thin films and nono-particles were produced by plasma based electron beam generator. Without using any solvent, thiophene monomer is used as plasma precursor at room temperature, at a pressure of 1 mbar and 2 kV DC voltage with a 5 Hz repetition rate at 19 kV pulsed voltage. The deposition was performed on glass substrates and to enhance the conductivity of the plasma polymerized films were doped with iodine.The molecular structures of the films were characterized by FTIR and XPS spectrometers, the morphology of the films were characterized by SEM and TEM, optical band gad gap were determined by UV-vis spectrometer, thermal stability of the films were performed by DTA and TG techniques, the cristallanity of the films were investigated by XRD and 4-probe technique is involved to measure the surface resistivity of the films.We observed that the produced films properties are differ from not only the produced ones via conventional techniques but also are differ from the plasma polymerized thin films. The reasons are the nature of the plasma based electron beam generator has its own polymerization properties in the sense that the polymerization occurs both at high temperature and low temperature, special electrot geometry, and different operating pressure. Due to that reasons we observed that one can control the plasma parameters for a specific film structures and obtaining controlled nanoparticles. The films and nanoparticles were doped to enhance the conductivity.