TiO2 - gözenekli silisyum eklemelerin elektriksel özellikleri

Abstract

Son yıllarda gözenekli malzemeler birçok uygulamalarda büyük önem kazanmıştır. Bu malzemelerin yüksek yüzey alanı özellikle ara yüzey ve malzeme bilimi için yüksek anlam taşımaktadır. Bu malzemelerden bir de gözenekli silisyumdur (GS). Silisyumdan farklı olarak oda sıcaklığında gözenekli silisyumun (GS) görünür elektrolüminesans ve fotolüminesansından dolayı, bu materyal bilim dünyasında oldukça dikkat çekmiştir. GS'un yapısı ortalama 2-50 nm çap ve son derece geniş yüzey alanı ile karakterize edilmektedir (~103 m2cm-3). Yüzey bağları, özellikle Si-H ve Si-O, GS'nin elektriksel, optik ve gaz sensörü özelliklerinin değişiminde önemli rol oynamaktadırlar. Bugün ince film metal oksit (TiO2, ZnO, SnO2,..) yapıların özellikle gaz dedektörü konusunda yoğun çalışmalar yapılmaktadır. Bu tür gaz dedektörleri küçük boyut ve düşük üretim maliyetleri ile karakterize edilmektedir. Çalışma prensipleri gazların yüzeyde absorblanmasıyla yüzey elektriksel dirençlerinin değişimidir. Bu tip gaz sensörlerinin yüksek sıcaklıklarda çalışmaları bu dedektörlerin dezavantajlarıdır. GS tabanlı gaz dedektörlerinin oda sıcaklığında çalışması nedeniyle GS/TiO2 yapıların hidrojen dedektörü olarak kullanımı çalışmaları bilim dünyasının dikkatini üzerinde toplamıştır. Bu çalışmada, GS/TiO2/Si yapıların elektriksel parametrelerinin farklı ortamlarda belirlenmesi amaçlanmıştır. Farklı anodizasyon şartları kullanılarak (anodizasyon akım yoğunluğu, asit konsantrasyonu, v.s.) tek kristal silisyumun anodizasyonu ile üretilecek üretilen GS/Si yapılar kullanılarak, TiO2 yapının yüzeye kaplanmasıyla oluşturulacak TiO2/GS/Si yapıların elektriksel özelliklerinin faklı ortamlarda belirlenmesi çalışmanın temelini oluşturacaktır.