Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Tamer Karaman
Danışman: Musa Mutlu Can
Özet:
Bu çalışmada bor katkılı Kobalt
Galyum Oksit (CoGa2O4) nanoparçacıklarının hidrojen tutma/depolama
kabiliyetinin ölçülmesi sağlanmıştır. CoGa2O4 yapılarının
sentezlenmesinde ilk defa reflux sol-jel metodu kullanıldı. Sentezleme
sonucunda elde edilen jel DT-TGA
analizinde kullanılarak malzemenin sıcaklığa bağlı değişimi belirlendi. Termal analiz
sonucuna göre saf CoGa2O4 300°C, 600°C, 900°C ve 1200°C
olmak üzere dört farklı sıcaklık altında ısıl işleme maruz bırakıldı. Isıl işlemler
sonunda örnek kristal yapısında meydana gelen yeni yapısal oluşumlar x ışını kırınımmetresi
(XRD) ve x ışını spektrofotometresiyle (XPS) belirlendi. Kırınım desenleri
sonuçlarıyla PDF#00-011-0698 kartıyla kıyaslanarak CoGa2O4
yapısının spinel oksit yapıda oluştuğu ve harici fazların yapı içerisinde ortaya
çıkmadığı gözlemlendi. Saf CoGa2O4 yapısının elde
edilmesi sonucu %10, %20 ve %40 bor katkılı CoGa2O4 örnekler
aynı yöntem kullanılarak sentezlenip yapısal analizleri sağlandı. XRD deseni yardımıyla
kristal yapısı ve örgüdeki atomların konumlarının belirlenmesi için Rietveld
Arındırma analizi Fullprof Suite uygulaması kullanılarak yapıldı. Bor
katkısının CoGa2O4 yapısına katkılanmasında önceliği
oktahedral alanlar yani Ga+3 katyonu sonra ise tetrahedral alan olan
Co+2 katyonuna yerleştiği tespit edildi. Katkısız CoGa2O4
kristal yapısının örgü parametresi 8.3259±0.0001Å olarak bulundu. Bor katkı
miktarı, CoGa2O4 kristal örgü parametresini artırmıştır. Kristal
örgü parametre değeri %10 bor katkısı için 8.3281±0.0001Å, %20 bor katkısı için
8.3289±0.0001Å ve %40 bor katkısı için 8.3279±0.0001Å olduğu gözlemlendi. Arındırma
yöntemi sonucunda bor katkısının Ga+3 alanını işgal edip doygunluğa
erişmesi ve sonrasında Co+2 alanını işgal etmesiyle birim hücrenin
daralmaya başladığı belirlendi. Sentezlenen katkılı ve katkısız CoGa2O4
tozların ince film olarak
büyütülebilmesi için rf magnetron sıçratma sistemine uygun hedef malzemeler
haline dönüştürdü ve kuvartz plakaların yüzeylerine kaplandı. Malzemenin
optik özellikleri hakkında bilgi almak için UV-VIS spektrofotometre kullanıldı.
Bu ölçümler sonucunda malzemenin bant aralığı hesabı ve elektronik enerji seviyeleri
hakkındaki bilgiler bor atomlarının katkısına göre incelendi. Tauc-Plot
fonksiyonu kullanılıp bant hesabı yapıldı. Kaplanan ince filmlerin hidrojen algılama
ölçümleri, ev yapımı kurulan vakum sistemi içerisinde yapıldı. Katkılı
ve katkısız olarak büyütülen CoGa2O4 filmlerin H2,
CH4, O2 ve Ar gaz algılama özellikleri için incelendi. İnce
filmlerde en yüksek iletkenlik %4,4 olarak H2 gaz algılamada
gözlemlendi.