Kumaş yapılarda atomik katman biriktirme yöntemiyle oluşturulan ZNO ince filmlerin ıslanabilirlik ve elektronik özelliklerinin fotokatalitik performans üzerine etkileri

Abstract

Bu tez çalışmasında Atomik Katman Biriktirme yöntemi (ALD) ile kumaş yapılar üzerine farklı döngü sayılarında (30, 65, 100, 130, 190 ve 310) ZnO ince film kaplamalar gerçekleştirilmiş ve elde edilen numunelerin yüzey özelliklerinin nasıl etkilendiği ıslanabilirlik ve elektriksel özelliklerin analiziyle incelenmiştir. Döngü sayısının artmasının bu özellikleri üzerine etkisi incelenmiş olup en sonunda da tüm bu değişimlerin filmlerin fotokatalitik etkinliklerini nasıl etkilediği gözlemlenmiştir. ZnO ince filmlerin morfolojisi, kristal yapıları, yapıda meydana gelen kusurlar ve optik özellikleri sırasıyla SEM, XRD, PL ve UV-Vis analizleriyle incelenmiştir. Döngü sayısının artmasıyla film kalınlığının arttığı, kristal yapıların ve tanecik boyutunun büyüdüğü gözlemlenmiştir. Yine döngü sayısının artmasıyla belli bir döngü sayısına kadar yapıdaki kusurların azaldığı bir değerden sonra döngü sayısının artmasıyla yapıdaki kusurların arttığı gözlemlenmiştir. Yapıdaki kusurların filmlerin yüzey üzerinde etkili olduğu temas açısı ve Hall Effect ölçümleriyle anlaşılmaktadır. 100 döngü kaplanmış numunede maksimum ıslanabilirlik, mobilite ve fotokatalitik etkinlik değeri gözlemlenmiştir. 100 döngüye kadar bu değerlerde iyileşme kaydedilirken 100 döngüden sonra, döngü sayısının artmasıyla bu değerlerde tersine değişimler meydana gelmiştir.

In this thesis, ZnO thin film coatings with different cycle numbers (30, 65, 100, 130, 190, and 310) were carried out on fabric structures by Atomic Layer Deposition Method (ALD), and how the surface of the obtained samples was affected was investigated by analyzing their wettability and electrical properties. The effect of increasing the number of cycles on these properties was examined, and finally, it was observed how all these changes affected the photocatalytic activities of the films. SEM, XRD, PL, and UV-Vis analyses investigated surface morphology of thin films, crystal structures, defects in the structure, and optical properties of ZnO thin films. It was observed that the film thickness increased, the crystal areas increased, and the average particle size increased with the increase in the number of cycles. Again, it was observed that the defects in the structure increased with the number of cycles, after a value that decreased until a certain number of cycles with the increase of the number of cycles. It is understood by the contact angle and Hall Effect measurements that the defects in the structure are practical on the surface of the films. Maximum wettability, mobility, and photocatalytic efficiency values were observed in the 100 cycles coated sample. While improvement was observed in these values up to 100 cycles, after 100 cycles, reverse changes occurred in these values with the increase in the number of cycles.