Nano ölçekli vanadyum oksit ince filmlerin tavlama süreçlerinin geliştirilmesi ve karakterizasyonu

Abstract

Bu tez çalışmasında, düşük sıcaklıklarda gösterdiği yarı iletken fazdan iletken faza geçiş (SMT) özelliği ile kızıl ötesi termal dedektörlerde, mikro-elektronik ve optoelektronik cihazlarda, sensörlerde ve mikroelektromekanik (MEMS) sistemlerde yaygın olarak kullanılan vanadyum oksit ince filmlerin üretimi ve tavlama koşulları incelenmiştir. Nano ölçekli vanadyum oksit (VOx) ince filmlerin, endüstriyel uygulamalar için gerekli olan elektriksel direnç (R), elektriksel özdirenç (ρ) ve yapısal optimizasyonuna yönelik üretimleri Vurmalı DC Reaktif Magnetron Sıçratma tekniği ile Si/SiO2, Si/SiO2/Si3N4 ve quartz alttaşlar üzerine yapılmıştır. Üretilen vanadyum oksit filmler azot ve argon atmosferinde sabit basınçta ve gaz akışı ile ve vakum ortamında 200 °C ve 275 °C de 1 ve 2 saat süre ile tavlanmış, tavlama koşulları ısıl iletim mekanizmaları açısından değerlendirilmiştir. Üretilen ve ısıl işlem uygulanan filmlerin elektriksel özellikleri Dört Nokta İğne Tekniği (FPP) yöntemi ile, yapısal özellikleri X-ışını Temelli Teknikler ve Raman yöntemi ile, yüzey özellikleri ise Atomik Kuvvet Mikroskobu (AKM) yöntemi ile belirlenmiştir. Üretim sonrası gerçekleştirilen ısıl işlemler sonrası, nano boyutlu, yüksek oranda VO2 fazı içeren vanadyum oksit ince filmler elde edilmiş ve bu filmlerin, elektriksel direnç ve özdirenç, yüksek sıcaklığa bağlı direnç sabiti (TCR) ile yapısal özellikleri arasındaki ilişki ve termal kameralarda kullanılma potansiyeli değerlendirilmiştir.