Akademik Veri Yönetim Sistemi
ÖZABACI M. (Yürütücü), IŞIK E., MUMCU A., KILINÇ N., ERDOĞAN A.
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, BAP Güdümlü, 2026 - Devam Ediyor
| Bu projede, metal oksit tabanlı gaz sensörlerinin performansını artırmaya yönelik olarak, nanotüp ve nanoçubuk (nanorod) mimarilerine sahip TiO2 nanoyapıları üzerinde paladyum oksit (PdO) ince filmlerden oluşan TiO2/PdO heteroyapılarının geliştirilmesi ve bu heteroyapıların gaz algılama özelliklerinin sistematik olarak incelenmesi amaçlanmaktadır. TiO2, kimyasal dayanımı ve nanotüp ile nanoçubuk formunda sağladığı yüksek aktif yüzey alanı sayesinde gaz algılama uygulamaları için son derece uygun bir yarı iletken metal oksit olup, PdO ise özellikle hidrojen gazına karşı yüksek katalitik aktivitesi ve seçiciliği ile bilinen p-tipi bir metal oksittir. Bu iki malzemenin bir araya getirilmesiyle oluşturulan p–n heteroyapı arayüzlerinin, yük taşıyıcı transferi ve potansiyel bariyer oluşumu yoluyla gaz algılama mekanizması üzerinde belirleyici rol oynaması beklenmektedir. Bu kapsamda, TiO2 nanotüp yapıları elektrokimyasal anodizasyon, TiO2 nanoçubuk (nanorod) yapıları ise hidrotermal yöntem kullanılarak üretilecektir. Farklı TiO2 nanomimarilerinin (nanotüp–nanoçubuk) gaz algılama davranışı üzerindeki etkilerini karşılaştırmalı olarak incelemek amacıyla, her iki yapı da kontrollü biçimde PdO ile kaplanarak yüksek arayüz alanına sahip TiO2/PdO heteroyapıları oluşturulacaktır. PdO ince filmler; (i) Pd ince filmlerin kaplanmasını takiben kontrollü atmosferde termal oksidasyon (fırında tavlama) yoluyla PdO fazına dönüştürülmesi ve (ii) doğrudan PdO hedef (target) kullanılarak reaktif DC magnetron püskürtme gibi fiziksel kaplama teknikleriyle elde edilecektir. Bu doğrultuda, PdO ince filmler 5 nm, 20 nm, 50 nm ve 100 nm kalınlıklarında hazırlanacak; film kalınlığının, TiO2 nanotüp ve nanoçubuk yüzeylerinde oluşan heteroyapı arayüz özellikleri, yük taşıyıcı taşınımı ve potansiyel bariyer oluşumu üzerindeki etkileri ayrıntılı olarak araştırılacaktır. Elde edilen TiO2 nanotüp/PdO ve TiO2 nanoçubuk/PdO heteroyapıları yapısal, morfolojik (XRD, FESEM/EDX, AFM vb.) ve elektronik (XPS) olarak karakterize edildikten sonra rezistif tip gaz sensörü aygıtları haline getirilecektir. Gaz sensör ölçümleri, PdO ince film kalınlığına ve TiO2 nanomimarisine bağlı olarak gerçekleştirilerek optimum PdO kalınlığının ve en uygun TiO2 nanoyapı mimarisinin belirlenmesi hedeflenecektir. Geliştirilen TiO2/PdO heteroyapı tabanlı sensörlerin yalnızca hidrojen gazına değil; aynı zamanda literatürde gaz sensör çalışmalarında yaygın olarak raporlanan CO, NO2, NH3 ve etanol gibi farklı gazlara karşı duyarlılık, seçicilik, tepki ve toparlanma süreleri, çalışma sıcaklığı ve güç tüketimi gibi temel performans parametreleri detaylı olarak incelenecektir. Böylece, nanotüp ve nanoçubuk TiO2 mimarileri üzerinde geliştirilen heteroyapıların çoklu gaz algılama potansiyeli ortaya konularak, yüksek hassasiyetli, seçici ve kararlı heteroyapı tabanlı metal oksit gaz sensörlerinin geliştirilmesine yönelik özgün ve sistematik sonuçların elde edilmesi amaçlanmaktadır. |