İndiyum oksit ve galyum katkılı indiyum oksit ince filmlerin optik ve mikroyapısal özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Galyum katkılı ve katkısız indiyum oksit ince filmler sol-jel spin kaplama yöntemiyle cam altlıklar üzerine kaplanmıştır. Farklı katkılama oranları ve ısıl işlem sıcaklıklarında filmler elde edilmiştir.İndiyum kaynağı olarak indium(III) nitrat pentahidrat, çözücü olarak asetil aseton ve asetik asit kullanılmıştır. Katkılamayı elde edebilmek için Galyum(III) Asetilasetonat eklenmiştir. Filmler katkısız, %1, %5 ve %10 katkılı olmak üzere 4 farklı katkılama konsantrasyonu ile elde edilmiştir. Bütün filmler 10 kez kaplanmıştır ve her kaplamadan sonra 350 °C de 5 dakika ısıl işleme tabii tutulmuştur.Filmlerin optik ve mikroyapısal özelliklerini incelemek amacıyla X-Işını kırınımı, UV-spektrometre ve taramalı elektron mikroskobu ölçümleri yapılmıştır.Yapılan ölçümler sonucunda XRD pik şiddetlerinde sıcaklık ve katkılama ile artış gözlenmiş, indiyuma ait (222) düzlemindeki karakteristik pik tüm numunelerde gözlemlenmiştir. SEM görüntülerinde sıcaklık ve katkı artışı ile tane boyutunda büyüme olduğu görülmüştür. UV-spektrometre ölçümlerinde ise %75 den fazla ışık geçirgenliği elde edilmiş ve bant aralıkları katkılama ile artmış sıcaklık artışı ile azalma göstermiştir.Ga doped and undoped indium oxide thin films were deposited on glass substrates by a sol-gel spin coating technique. The film have been synthesized at different temperatures and doping concentrations. Indium (III) nitrate pentahydrate was used as indium source, acetic acid, and acetyl acetone were used as solvent. After Indium (III) nitrate pentahydrate was solved in acetyl acetone and acetic acid ,different amounts of gallium(III)acetylacetonate were added to solutions to obtain desired doping concentrations. The Ga concentration used in films are 0% (undoped), 1%, 5% and 10% respectively.Each film was coated ten times onto glass substrates and dried at 350 oC for 5 minute after each coating. The resulting films were annealed at 450-500 and 550 °C respectively.The X-Ray Diffraction (XRD), UV photo spectroscopy and Scanning electron microscopy (SEM) used to examine the microstructure and optic propertiesof the films.As a result of measurements made with the XRD peak intensities observed an increase in temperature and doping, indium of the (222) plane, the characteristic peaks were observed for all samples. Determined that grain size increased by doping and heat treatment process. The optical transmittance of the films in the visible range (380-750 nm) was about %75 and nearly independent of the wavelength. The band gap of the films increased by increasing doping concentration after decreasing by increased temperature.