Zn, Ti, Sn oksit yapılarının saw transduser ile gaz algılama özelliklerinin incelenmesi, sensör verilerinin analizi

Abstract

Bu tezde, çinko oksit (ZnO), kalay dioksit (SnO2) ve titanyum dioksit (TiO2) nano yapılı ince filmler yüzey akustik dalga (SAW) transduserler üzerine kaplanıp sensör özellikleri incelenmiştir. Elde edilen nano yapıların SAW'un karakteristiğine olan etkilerinin belirlenmesi amacıyla SAW transduser üzerine farklı kalınlıklarda filmler kaplanmıştır. Bu yapıların akım-gerilim (I-V) karakteristikleri ile ve Saçılma (S) parametreleri ölçümleri gerçekleştirilmiştir. ZnO, SnO2 ve TiO2 yapıları için iletkenlik-kayıp-kaplama kalınlığı grafikleri birbirine bağlı olarak oluşturulmuştur.SAW sensörler, uçucu organik bileşiklere, neme ve nemli ortamdaki uçucu organik bileşiklere karşı test edilip, sensör özelliklerindeki değişim iletkenlik-kayıp-kaplama kalınlığı için oluşturulan grafik dikkate alınarak araştırılmıştır. Algılama mekanizması, film kalınlığına bağlı olarak açıklanmıştır. İlave olarak, nemli ortamın sensör cevapları üzerine etkisi de araştırılmıştır.Principle Component Analysis (PCA) ve Hierarchical Component Analysis (HCA) veri analiz teknikleri kullanılarak, sensör karakteristiğinin kaplama kalınlığına bağlılığı belirlenmiştir. PCA tekniğiyle, aynı kaplama malzemesi kullanılarak elde edilen sensör dizisinin seçiciliği belirlenmiştir. HCA tekniğiyle, sensör dizisindeki her bir sensörün karakteristiklerindeki farklılıklar belirlenmiştir. SAW sensörler için, aynı algılayıcı film kullanılarak farklı karakteristikte sensör yapılarının oluşturulabileceği belirlenmiştir.In this thesis, Zinc oxide (ZnO), tin dioxide (SnO2) and titanium dioxide (TiO2) nanostructured thin films were coated on SAW transducer and their gas sensing properties were investigated. To determine the effects of the coated nanostructured films on the characteristics of the SAW transducers, the films were coated with different thicknesses and measurements of I-V and S-parameters of these films were performed. The conductivity-loss-coating thickness graphs of ZnO, SnO2 and TiO2 nanostructured films were obtained depending to each other.SAW sensors were tested against to volatile organic compounds, humidity, and volatile organic compounds in presence of humid ambient, and the variation of the responses of the SAW sensors was investigated according to the conductivity-loss-coating thickness graph. Sensing mechanism was explained depending on the film thicknesses. The effects of the humidity on SAW responses was also investigated.The dependence of the coating thickness on the characteristics of the sensors was determined by Principle Component Analysis (PCA) and Hierarchical Component Analysis (HCA) data analysis techniques. Selectivity of the obtained sensor array having same coating material was determined by PCA technique. The differences of the characteristics of the each sensor in the sensor array were determined by HCA technique. It is determined that, by using same sensing film the different sensor structures have different characteristics can be obtained for SAW sensors.