Akademik Veri Yönetim Sistemi
Acar S.(Yürütücü), Yıldırım M. A., Ateş A., Karaduman Er I., Çağırtekin A. O., Barin Ö., et al.
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2021 - 2023
CO2 gibi sera gazlarının atmosferde kontrolsüz bir şekilde artması ile yeryüzü küresel ısınma tehlikesi altındadır. Boğucu bir gaz olan CO2’nin bulunduğu ortamda belirli miktarın (5000 ppm) üzerinde olması ölümcül olabilmektedir. Bu nedenle; CO2 gazının algılanması ve kontrol altına alınması oldukça önemlidir. CO2 gazının algılanmasında MOS gas sensörleri yaygın olarak araştırılmaktadır. Üretilen nanoyapılar ile yüzey/hacim oranları arttırılarak, gaz algılama kapasitesi arttırılırken, çeşitli metaller ile katkılama ve nanopartiküller ile yüzey modifikasyonu yapılması da diğer kapasite arttıracak yöntemlerdir. Bu yöntemlere ilaveten gaz algılama kapasitesini arttırabilmek için son yıllarda çekirdek/kabuk (Ç/K) nanoyapılı MOS gaz sensörleri üzerine çalışmalar yapılmış ve gaz algılama özelliklerini iyileştirdiği görülmüştür. Ç/K yapılarının değişik kombinasyonlarının çalışılması önem kazanmış ve araştırmacıların ilgi odağı olmuştur. ZnO, SnO2, CuO, V2O5 ve WO3 gibi yapılar üzerine literatürde gaz sensör çalışmaları bulunmasına karşın bu yapıların bileşimi olan Ç/K nanoyapıların literatürde ve uygulamada sınırlı sayıda kalması büyük eksiklik olarak göze çarpmaktadır. Çeşitli yöntemler ile büyütülen SnO2/ZnO, CuO/ZnO, WO3/ZnO ve V2O5/ZnO Ç/K nanoyapılarında literatür taramalarından görüldüğü gibi optik ve fotokatalitik özellikleri çalışılmış olmasına rağmen, sınırlı sayıda gaz sensör çalışması vardır. Bu çalışmada 100-5000 ppm seviyesinde CO2 gazı için algılama yapabilecek hızlı yanıt-geri dönüş zamanlarına ve yüksek seçiciliğe sahip Ç/K nanoyapılı SnO2/ZnO, CuO/ZnO, WO3/ZnO ve V2O5/ZnO gaz sensörleri üretilmiştir. Nanoyapılı ince filmlerin oluşturulması için spin kaplama, SILAR, derin kaplama ve hidrotermal yöntemleri kullanılmıştır. Herbir yöntemin kendine ait üretim parametreleri değiştirilerek birçok numune üretilmiş ve eniyileme yapılmıştır. Üretilen filmlerin öncelikli olarak XRD analizleri ile istenilen yapıların oluşup oluşmadığı incelenmiş ardından SEM analizleri ile doğrulanmıştır. Son olarak hedeflenen yapılara sahip numunelerin sıcaklığa ve gaz konsantrasyonuna bağlı gaz sensör ölçümleri yapılmıştır. Oda sıcaklığında en yüksek gaz algılama özelliklerine sahip numunelerin analizleri sonucunda, 100 ppm CO2 gazı için sırasıyla SnO2/ZnO, WO3/ZnO, CuO/ZnO ve V2O5/ZnO örnekleri için 106 %, 62 %, 22 % ve 15 % duyarlılıklar elde edilmiştir. Tüm sensörler içinde en yüksek duyarlığı SnO2/ZnO sensörü göstermiştir