Tantalyum katkılı hafniyum oksit ince filmlerin sol jel metoduyla üretilmesi ve karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmanın amacı, optik entegre devrelerde kullanılmak üzere yüksek kırınım indisi ve geniş bant aralığına sahip olan düzlemsel dalga kılavuzu özelliği gösteren Tantalyum katkılı Hafniyum Oksit ince filmlerin geliştirilmesidir. İlk olarak, cam altlıklar sırasıyla saf su, aseton, saf su, etanol, saf su, metanol, saf su ve 2-proponal'de ultrasonik olarak temizlenmiştir. Çözeltinin hazırlanmasında, Hafniyum kaynağı olarak Hafniyum Tetraklorür (HfCl4), Tantalyum kaynağı olarak ise de Tantalyum Etoksik (Ta(CH3CH2O)5) kullanılmıştır. Kaplama işleminden önce hazırlanan çözelti 0,45 ?m'lik mikro filtreden geçirilmiştir. Temizlenen cam altlıklar 100mm/dk çekme hızıyla daldırarak kaplama metoduyla kaplanmış ve 400-500-6000C'de tavlanmıştır. Üretilen ince filmlerin mikroyapısı Tarama Elektron Mikroskobu (SEM), faz analizi X-Işını Kırınımı (XRD) ve ince filmlerin kimyasal içeriği EDS metodu ile analiz edilmiştir. İnce filmlerin optik özellikleri UV-görünür bölge spektrofotometre ve Prizma Çiftleyici ile belirlenmiştir. Uv- görünür bölge spektrofotometre ile ince filmlerin optik bant aralığı ölçülürken, prizma çiftleyici ile ince filmlerin kırılma indisi bulunmuştur.In this study, Tantalum doped Hafnium Oxide (HfO2) thin films microstructure and optical properties have been investigated. Solution is synthesized using hafnium tetra chloride and tantalum ethoxide dissolved in ethanol. Glass substrates cleaned as ultrasnonic with DI water, ethanol, methanol, acetone and 2-proponal. Then thin films deposited by dip coating method at 4000C-5000C-6000C temperatures with a 100mm/min pulling out speed. After deposition process, thin film crystal structure characterized by Scanning Electron Microscope, X-Ray Diffraction. Chemical composition thin films analysis with a EDS method. Also optical properties parameters calculated both UV-Sis and Prism Coupler. Band gap calculated with the UV-Sis analysis and refractive index calculated with Prism Coupler