Kompleks Etken Madde Oranına Bağlı Olarak ZnFe2O4 Filmlerin İncelenmesi

Özet

Son yıllarda spinel ferrit malzemeler (MFe2O4; M= Fe,Ni,Co,Mg vb.) oldukça farklı alanlarda, örneğin indüktörler, manyetik sensörler, magneto-optik depolama ve kayıt cihazları vb., kullanımı ile dikkat çekmektedir. Spinel ferrit malzeme grubu içerisinde yer alan ZnFe2O4 (çinko-ferrit) yüksek direnci, mekanik stabilitesi ve düşük dielektrik kayıpları ile özellikle yüksek frekans uygulamalarında karşımıza çıkmaktadır. Basit sentezlenme sürecine ve düşük üretim/güç maliyetine sahip ZnFe2O4 malzemelerine olan ihtiyaç bu yöndeki araştırma ve geliştirme çalışmalarını arttırmaktadır. Bu çalışmada çinko-ferrit filmleri kimyasal banyo depolama ile ITO alttaşlar üstüne farklı oranlarda kompleks etken madde kullanılarak sentezlenmiştir. Kompleks etken madde olarak amonyak tercih edilmiştir. Filmlerin amonyak oranına ve dolayısıyla çözeltinin pH’ına bağlı olarak değişen yapısal, yüzeysel ve optik özellikleri sırasıyla XRD, SEM ve Uv-Vis/Raman spektroskopisi ile incelenmiştir. XRD spektrumlarından elde edilen veriler ışığında, kristalleşmenin amonyak oranı artışı ile birlikte arttığı tespit edilmiştir. SEM-yüzey morfoloji görüntüleri ile amonyak oranı değişiminin farklı biçimlerde nanoparçacıklar oluşumuna sebep olduğu gözlenmiştir. Ayrıca filmlerin optik özelliklerinin amonyak oranı artışı ile iyileştiği tespit edilmiştir.

Abstract

Recently, spinel ferrite materials (MFe2O4; M= Fe, Ni, Co, Mg etc.) have been so attractive, such as inductors, magnetic sensors, magneto-optical storage and memory devices etc. in quite different areas. In the spinel ferrite material group, ZnFe2O4 (zinc-ferrite) has high resistance, mechanical stability and low dielectric losses, especially in high frequency applications. The need for ZnFe2O4 materials with simple synthesis process and low production/power cost increases research and development in this direction.In this study, zinc-ferrite films were synthesized by chemical bath deposition on ITO substrates, using different concentration of complex agent. Ammonia was preferred as a complex agent. Structural, surface morphology and optical properties of the films were investigated with XRD, SEM and UV Vis/Raman spectroscopy devices, respectively which depend on the ammonia ratio and therefore pH of solution. In light of the data obtained from XRD spectra, it was determined that crystallization increased with the increase in ammonia ratio. Ammonia ratio changes have been observed to cause nanoparticles in different forms in SEM-surface morphology images. In addition, optical properties of the films have improved with the increase of ammonia ratio.