RF-MAGNETRON SAÇTIRMA YÖNTEMİ İLE KALAY SÜLFÜR VE KALAY OKSİT TABANLI GAZ SENSÖRLERİNİN ÜRETİLMESİ

Tez Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Karadeniz Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Metalurji Ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tez Danışmanı: Hamdullah Çuvalcı

Tezin Onay Tarihi: 2026

Tezin Dili: Türkçe

Özet:

Hidrojen, yüksek enerji yoğunluğu ve çevre dostu özellikleri nedeniyle geleceğin önemli enerji taşıyıcılarından biri olarak görülmektedir. Ancak renksiz, kokusuz ve düşük tutuşma enerjisine sahip olması, hidrojenin güvenli bir şekilde kullanılabilmesi için yüksek performanslı gaz sensörlerinin geliştirilmesini zorunlu kılmaktadır. Bu tez çalışmasında, RF-magnetron saçtırma yöntemi kullanılarak kuvars alttaşlar üzerine SnO2 ince filmler büyütülmüş, ardından kontrollü sülfürleme ve termal oksidasyon işlemleri uygulanarak nano yapılı SnO2 filmler elde edilmiştir. Sensör performansını optimize etmek amacıyla Pt, Pd ve farklı kalınlıklarda (1 ve 2 dakika biriktirme süreleri) Au kontak yapıları üretilmiş, en uygun kontak yapısı belirlendikten sonra seçilen sensörlere Pd yüzey modifikasyonu uygulanmıştır. Numunelerin morfolojik ve kristal yapıları FE-SEM ve XRD analizleri ile karakterize edilmiştir. Gaz algılama performansları 20–1000 ppm H2 konsantrasyon aralığında ve farklı çalışma sıcaklıklarında incelenmiş; ayrıca sensörlerin tepki, toparlanma, tekrarlanabilirlik, kararlılık ve akım-gerilim (I–V) karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, geliştirilen üretim yönteminin nano yapılı SnO2 oluşumunu başarıyla sağladığını göstermiştir. Pd yüzey modifikasyonu, sensörlerin hidrojen gazına verdiği tepkiyi artırırken geri dönüş sürelerini önemli ölçüde kısaltmıştır. Bu çalışma, kontrollü sülfürleme–termal oksidasyon yaklaşımıyla nano yapılı SnO2 tabanlı hidrojen gaz sensörlerinin geliştirilmesinde RF-magnetron saçtırma tabanlı üretim yönteminin etkili ve uygulanabilir bir yaklaşım olduğunu ortaya koymaktadır.