Döndürerek kaplama yöntemi ile Sr, Gd, Co, Zr ve Mn elementleri katkılanmış BaTiO3 filmlerin dielektrik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, katkısız BaTiO3, Sr:BaTiO3, Gd:BaTiO3, Co:BaTiO3, Zr:BaTiO3 ve Mn:BaTiO3 solüsyonları sol-jel yöntemi ile hazırlandı. Hazırlanan solüsyonlar döndürerek kaplama yöntemi ile sırasıyla etanol, saf su ve aseton ile ultrasonik banyo içerisinde 15'şer dakika temizlenen altlıklar üzerine 3, 5 ve 7'şer kat kaplandı. Cam altlıklar üzerine kaplanan ince filmler 5 oC/dk hızla 400 oC'ye ısıtılan tüp fırın içerisinde 1 saat boyunca ısıl işleme tabi tutuldu. Isıl işlem sonrası ince filmler elektron mikroskobu, polarize mikroskop ve atomik kuvvet mikroskobu ile analiz edildi. Ardından X-ışını difraktometresiyle kristal yapı oluşumu incelendi. Hazırlanan katkısız ve katkılı BaTiO3 ince filmlerin dielektrik sabitleri bir vektör network analyzer aracılığı ile 3-7 GHz frekans aralığında ölçüldü. Çalışma sonucunda, 400 oC'ta kurutulan filmlerde kristal yapı oluşumu gözlenmez iken 550 oC'de ısıl işleme tabi tutulan filmlerin bazılarında kristal yapı oluşumı gözlemlendi. Kaplama sonrasında kurutulmadan ölçülen kaplanmış ince filmler arasında en yüksek dielektrik sabiti 6.8 GHz'de 9.4 olarak Zr katkılı BaTiO3 ince filminde ölçüldü. 400 oC'de kurutma sonrası yapılan ölçümde elde edilen en yüksek dielektrik sabiti değeri 7.7 olarak Sr katkılı BaTiO3 ince filminde saptandı.