Search

(111) tercihli yönelimli Sb katkılı CuO ince film, çeşitli ağırlık oranlarında (ağırlıkça % 0, 1, 2 ve 3 Sb), soda kireç cam alttaşı (SLG) üzerine dönel kaplama tekniği kullanılarak büyütüldü. Farklı Sb katkısının CuO filmlerin yapısal, morfolojik ve optik özellikleri üzerindeki etkisi, X-ışını difraksiyon (XRD) ünitesi, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve UV-vis spektrofotometresi kullanılarak kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Filmlerin X ışını kırınım spektroskopi çalışmaları, ince filmlerin tercihli yönelim boyunca polikristal doğaya sahip olduklarını göstermektedir. Tüm CuO ince film morfolojisi yüzeyde kusur olmaksızın homojen doğaya sahip olduğunu göstermektedir. Elde edilen CuO filmlerin geçirgenliği, Sb içeriğindeki artışla değişmiştir. Ultraviyole görünür bölge spektrofotometre ölçümleri, elde edilen filmlerin enerji bant aralığında 1.70'den 2.37 eV'ye kadar radikal bir şekilde artış olduğunu göstermektedir. Sb katkılı CuO ince film optik özelliklerinin önemli ölçüde değiştiği söylenebilir. Preferentially (111) oriented Sb-doped CuO thin film with various weight fractions (0, 1, 2 and 3 wt% of Sb) have been grown on soda-lime glass substrate (SLG) by spin coating technique. The effect of Sb doping in different amounts on the structural, morphological and optical properties of CuO films was comprehensively investigated via X-ray diffraction (XRD) unit, scanning electron microscopy (SEM) and UV–vis spectrophotometer. X-ray diffraction spectroscopy studies of the films indicate that thin films are polycrystalline nature along the preferential direction. The morphology of all CuO thin film is uniform with no cracking in the surface. The transmittance of the CuO films changed with an increase in Sb content. Ultraviolet–visible spectrophotometer measurements indicate that a radical increase in the energy band gap of the films with an increase in Sb content from 1.70 to 2.37 eV. It can be said that the optical properties of the Sb doped CuO thin film were significantly changed.

CoCrMo alaşımı, yüksek darbe ve yorulma dayanımı gibi özellikleri sayesinde ortopedik implant malzemesi olarak yaygın kullanılmaktadır. Bu alaşım yüksek korozyon dayanımı göstermesine rağmen düşük aşınma dayanımına sahiptir. Yapay eklem implant malzemesi olarak kullanıldığında, korozif vücut sıvısı nedeniyle düşük sürtünme özelliği ve düşük korozyon direnci göstermekte olup kısa sürelerde aşınmalara maruz kalmaktadırlar. Bu nedenle, CoCrMo alaşım yüzeyine korozyonu ve aşınma direncini geliştirmek için yüzey kaplama işlemi yapılmaktadır. Bu çalışmada CoCrMo alaşımının yüzeyinin tribolojik özelliklerini geliştirmek için kapalı alanda dengesiz magnetron püskürtme işlemi ile çok katmanlı kaplanmıştır. Kaplama mimarisi Cr/CrN/CrCN/TaN dizilimine sahip olup tabaka sayısı iki, dört ve sekizdir. Kaplamaların tribolojik özelliklerini karakterize etmek için disk üzerinde pin aşınma testi, sertlik ve yüzey pürüzlülüğü ölçümleri yapılmıştır. Sonuçlar, alaşımın tribolojik özelliklerinin önemli ölçüde arttığını göstermiştir. Tabaka sayısının artması ile örneklerin aşınma dayanımı, sertliği ve yüzey kalitesinin arttığı gözlenmiştir., CoCrMo alloy is widely used as orthopedic implant material thanks to its properties like high impact and fatigue strength. This alloy has high corrosion strength but low wear strength. When it is used as an artificial joint implant material it subjects to both wear and corrosion because of the aggressive body fluid in terms of corrosion. Therefore, the surface coating process is applied to CoCrMo alloys to improve the corrosion and wear strength tog ether. In this study, in order to improve the tribological properties of CoCrMo alloy, its surface was multilayer coated via close field unbalanced magnetron sputtering process. Coating architecture was of Cr/CrN/CrCN/TaN and the number of the layers were two, four and eight. Pin-on-disk wear test, hardness and surface roughness measurements were performed to characterize the tribological properties of the coatings. Results showed that as a result of coating process tribological properties of the alloy were improved significantly. It is observed that with increasing number of layer, wear strength, hardness and surface quality of the samples improved.

In this study, IGZO thin films were deposited on SLG and p-Si wafer at room temperature, under oxygen gas pressure of 5×10-2 and 7×10-2 mbar, using PLD technique and these thin films were annealed at 300oC temperature. IGZO thin films were grown in amorphous structure. As the oxygen gas pressure was increased, the particle size in the thin films were increased. IGZO/p-Si heterojunction diode was produced based on IGZO thin film that was grown at oxygen gas pressure of 7×10-2 mbar and not annealed, and J-V curves of this diode in darkness and under the illumination condition were obtained and then its ideality factor and barrier height were calculated. In an illumination condition, n,〖 R〗_s and Ф_b values of IGZO/Si heterojunction diode were calculated by the conventional J-V, Cheung Cheung and Norde methods. Results obtained in this work have been interpreted as well as concluded to be close to each other. Bu çalışmada, PLD tekniği kullanarak oda sıcaklığındaki SLG ve p-Si wafer üzerine 5×10-2 ve 7×10-2 mbar oksijen gaz basıncı altında IGZO ince filmler üretilmiş ve 300o C sıcaklıkta tavlanmışlardır. IGZO ince filmler amorf yapıda büyümüşlerdir. Oksijen gaz basıncı artarken, ince filmi oluşturan parçacıkların boyutu büyümüştür. 7×10-2 mbar oksijen gaz basıncı altında büyütülmüş ve tavlanmamış IGZO ince filme dayalı olarak IGZO/Si heteroeklem diyotu üretilmiş ve bu diyotun karanlık ve aydınlık şartlarda J-V eğrileri elde edilmiş, ideality faktörleri ve bariyer yükseklikleri hesaplanmıştır. Aydınlık ortam için, J-V, Cheung Cheung ve Norde metotları ile IGZO/Si heteroeklem diyotun n,〖 R〗_s and Ф_b değerleri hesaplanmıştır. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar analiz edilmiş ve bulunan değerlerin birbirlerine yakın olduğu yorumu yapılmıştır.

Bu çalışmada Batman ilinde ince film a-Si teknolojisine sahip 2.16 kWp güce sahip şebeke bağlantılı sistemin bir yıllık elektrik enerjisi üretim verileri alınmış ve modüllerin performansı dış parametrelerde göz önüne alınarak değerlendirilmiştir. Sistem ölçümleri Ocak ayından Aralık ayına kadar tüm 2016 yılını kapsamaktadır. İnce film a-Si PV sistemden 2016 yılı süresince şebekeye 2.631 MWh enerji sağlanmıştır. Sistemin nihai verimi (Yf) 1.13 den 4.89 kWh/KWp/gün’e, performans oranı da (PO) %53 ile %78 arasında değişmektedir. Ortam ve buna bağlı olarak modül sıcaklıklarının sistem performansına etkisinin %6 - %9 arasında olduğu hesaplanmıştır. Ayrıca diğer sistem bölümlerinin de sistem performansı üzerinde değişen oranlarda etkili olduğu belirlenmiştir., In this study one year data of grid connected system with thin film a-Si technologies in Batman province which has 2.16 kWp power and their module performance comparisons were evaluated according to external parameters. The data set covers from January until December 2016. The thin film a-Si PV system supplied 2.631 MWh energy to the grid during 2016. The final yield (Yf) this PV system ranged from 1.13 to 4.89 kWh/kWp/day and the performance ratio (PO) ranged from 53 to 78%. The effect of ambient and module temperatures on the system performance is calculated in the range 6% to 9%. It has also been determined that other parts of PV system affect system performance at various ratios.

Bakır kalay sülfür (Cu2SnS3)ince filmler, cam altlıklar üzerine sıralı iyonik tabaka adsorpsiyonu vereaksiyonu (SILAR) yöntemi kullanılarak, oda sıcaklığında elde edilen filmlerin350°C’de 1 saat süre ile sülfür atmosferinde tavlanmasıneticesinde büyütüldü. Filmlerin yapısal ve optik özellikleri, tavlama öncesi vesonrası, X-ışını difraksiyonu (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerjiayırımlı X-ışını analizi (EDAX) ve optik soğurma ölçümleri kullanılarakincelendi. XRD sonuçları, tavlama işleminin filmlerin kristal yapısını amorfdanpolikristale dönüştürdüğünü gösterdi. Elde edilen SEM görüntülerindentavlamayla filmlerin yüzey morfolojisinin değiştiği, EDAX sonuçlarından ise filmlerdetavlama işlemi öncesi ve sonrası bakır fazlalığının olduğu belirlendi. Yapılanoptik soğurma ölçümlerinden filmlerin direk yasak enerji aralığının tavlamayla,1.27 eV değerinden 1.21 eV değerine azaldığı gözlendi., Cu2SnS3 thin films were obtained by annealing of SILAR deposited films at 350°C for 1 hour in sulphur atmosphere.The structural and optical properties of the films were investigated using X-ray diffraction (XRD), scanning electronmicroscopy (SEM), energy dispersive X-ray analysis (EDAX) and optical absorption measurements, before and afterannealing. The XRD results showed that the annealing process transformed the crystal structure of the films fromamorphous to polycrystalline. SEM images revealed that the surface morphology of films was changed after annealingwhile EDAX analysis showed that the films were excess in copper concentration before and after annealing. Opticalabsorption measurements confirmed that the direct band gap of films decreased from 1.27 eV to 1.21 eV withannealing.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015, Thesis () -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2015, Karbon nanotüpler, günümüzde nano teknolojinin vazgeçilmez unsurlarından olup yoğun olarak araştırılan malzemelerdir. Grafit plakasının kırvrılarak elde edilen silindir şeklindeki bu malzemelerin çapları birkaç nanometreyken uzunlukları milimetrelerle ifade edilebilir. Çaplarının milyonlarca katı uzunluklara ulaşabilen karbon nanotüpler, mekanik, kimyasal, ısıl ve elektriksel özelliklerinin çok iyi olmasıyla birlikte birçok farklı potansiyel uygulama için umut vaat eden eşsiz bir malzeme olmaktadır. Geometrilerine bağlı olarak yarıiletken ve metalik özellik gösterirler. Hiçbir katkılama olmaksızın nanotüplerin geometrik parametrelerinin değiştirilmesiyle elektronik özellikleri de değiştirilebilir. Karbon nanotüplerin çok yönlü özellikleri, onları çeşitli geçirgen ve iletken optoelektronik aygıtların kullanımı için uygun hale getirir. Geçirgen ve iletken elektrotlar, güneş pilleri, dokunmatik ekranlar, ışık yayan diyotlar ve birçok optoelektronik aygıtlarda kullanılmaktadırlar. Yaygın olarak kullanılan geçirgen elektrot, indiyum kalay oksit (ITO)’tir. Ancak, ITO kaplı camlar sadece pahalı değil, mekanik olarak da kırılgandırlar. Aktif bir malzeme olan ITO, aşındırıcı ya da organic bir malzemeyle temas etmesi sonucu kimyasal reaksiyona da girebilir. Ayrıca, sert ve pürüzlü yüzeye sahip olduklarından başka malzemelerle kaplanmaları gerekir. Daha da önemlisi, ITO’nun iletkenliğinin düşük olması güneş pili dolum faktörünü düşürmektedir. Son yıllarda, ITO yerine kullanılabilecek elektrot malzemeleri konusunda çeşitli çalışmalar bulunmaktadır. Gümüş nanoparçacıklar, nanoteller, grafen ve karbon nanotüpler bu malzemeler arasındadır. Karbon nanotüpler; optik geçirgenlikleri, elektriksel ve esneklik gibi eşsiz özellikleri ile, ITO’nun yerine kullanılabilecek çok iyi bir alternatiftir. Ayrıca, tek duvarlı karbon nanotüp ince filmlerin kaplama sürecinde vakum sistemine ihtiyaç yoktur ve çözelti temelli kaplama yöntemleriyle düşük sıcaklıklarda çeşitli altlıklar üzerine geniş alanlara uygulanabilmektedir. Püskürtme ve dönel kaplama teknikleri, geniş alan uygulamalar için uygun kaplama yöntemleridir. Geçirgen elektrot uygulamalarında da tek duvarlı karbon nanotüp ince filmler, pratik püskürtme ve dönel kaplama yöntemleriyle kolaylıkla oluşturulabilir. Kaplama aşamasından önce homojen karbon nanotüp çözeltisi elde etmek oldukça önemlidir. Bu amaçla, çeşitli çözücüler ve yüzey aktif maddeler kullanılmaktadır, ancak bu maddelerin avantajları olduğu kadar dezavantajları da vardır. Kaplama sonrası bu malzemeleri film yüzeyinden ayırmak için ilave işlemler uygulanmaktadır. Çözücü olarak sıkça kullanılan n-metil pirolidon (NMP) ve di metil formamid (DMF) toksik maddeler olup, özellikle DMF kansere sebep olmaktadır. Yüzey aktif maddeler ise temel olarak suyu seven ve sevmeyen kısımlardan oluşur. Bu moleküllerin suyu sevmeyen uçları karbon nanotüplere tutunurken suyu seven uçları da nano tüpleri birbirinden uzaklaştırarak su içerisinde homojen olarak dağılmasını sağlarlar. Suyu seven kısımlar anyonik, katyonik veya iyonik olmayan bir yapıda olabilir. Özellikle iyonik yapıda olanlar suda hızla iyonlarına ayrışarak karbon nanotüplerin daha fazla dağılmasını sağlayabilirler. Karbon nanotüpleri birbirinden ayırmak için en çok kullanılan yüzey aktif maddeler sodyum dodesil sülfat (SDS) ve triton’dur. SDS iyonik, triton ise iyonik olmayan yüzey aktif malzemelere örnektir. Bunların dışında, iyonik yüzey aktif maddelere örnek olarak sodyum dodesil benzen sülfonat (SDBS), sodyum diizopropil naftalin sülfonat (SDNS), hekzadesil trimetil amonyum bromit (CTAB) gösterilebilir. Bu çalışmada, yüzey aktif madde olarak yaygın kullanılan sodyum dodesil sülfat (SDS) ve triton seçilmiş ve çözücü olarak ilave işlemleri azaltmak için distile su kullanılmıştır. Homojen CNT dağılımı SDS ile elde edilmiştir. Homojen CNT dağılımını, çözücü ve yüzey aktif madde tipi dışında CNT yoğunluğu, karıştırma tekniği, hızı, ve süresi de etkilemektedir. CNT yoğunluğunun bir başka deyişle CNT miktarının yüksek olması karışmalarına dolayısıyla geçirgenliğin azalmasına ve yüzey direncinin artmasına; düşük olması ise iletkenliğin azalmasına sebep olmaktadır. Bu nedenle, en uygun CNT yoğunluğu belirlenmelidir. Ayrıca, karıştırma tekniğine göre uygun güç ve sürede karıştırma işlemi yapılmalıdır. Karıştırıcının düşük güçte olması ya da yeterli süre uygulanmaması karbon nanotüplerin karışmamasına, yüksek güçte uzun süre karıştırılmaları ise karbon nanotüplerin zarar görmelerine sebep olmaktadır. Her iki durumda da yüzey dirençleri artmaktadır. Transparan ve iletken elektrotlarda, yüzey direncinin yanı sıra geçirgenlik de önemli bir özelliktir. Özellikle, dokunmatik yüzeylerde ve sıvı kristal ekranlarda bu özellik daha da önem arzetmektedir. Yüksek geçirgenlik için birbirine karışan karbon nanotüpleri santrifüj ile çözeltiden uzaklaştırmak gerekir. Böylece, hem geçirgenlik uygun seviyelere ulaşır, hem de iletkenliği engelleyen karbon nanotüp kümeleri yok edilmiş olur. Yeterli sonuçlar elde edilememişse ikinci bir karıştırma işlemi ve santrifüj gerekebilir. Transparan ince film yüzeyinde, karbon nanotüpler rastgele dağılmış ağ şeklinde bir yapı oluşturmaktadır. Bu yapının iki önemli özelliği, yüzey direnci ve optik geçirgenliktir. Her iki özellik de film kalınlığına bağlı olarak değişebilir. Çoğu uygulamalarda yüksek geçirgenlik ile düşük yüzey direnci gereklidir. Ancak bazı özel uygulamalarda bu gereksinimden uzaklaşılabilmektedir. Genel olarak istenen geçirgenlik elde edildikten sonra yüzey direncinin düşürülebilmesi için asit ile muamele, ısıl işlem gibi çeşitli yöntemler uygulanmaktadır. Asit ile muamele, kullanılan yüzey aktif maddeleri yüzey üzerinden uzaklaştırır. Bu işlemle, kaplama sırasında yeterince temizlenemeyen ve karbon nanotüplerin iletkenliğini azaltan yüzey aktif maddeler film üzerinden temizlenmiş olur. Asit uygulamasında, asit derişimine dikkat edilmelidir. Çünkü, güçlü asit yüzey aktif madde ile birlikte karbon nanotüpleri de yüzeyden tamamen çıkarabilmektedir. Kaplama sonrası uygulanan bir diğer işlem ise, ısıl işlemdir. Bu yöntemde, yüzey aktif maddelerin yanma sıcaklıkları karbon nanotüplerden daha düşük olduğu için, yeteri kadar ısı uygulanarak yüzey aktif maddelerin yanması sağlanmaktadır. CNT’ler gibi gümüş nanoteller de son yıllarda oldukça ilgi çeken nano malzemelerdir. Üretim kolaylığı, yüksek iletkenlik, mekanik dayanıklılık gibi üstün özelliklerinden dolayı uygun transparan iletken elektrot malzemesi olarak görülebilir. Gümüş nanoteller de CNT’ler gibi çözelti temelli kaplamalarda kullanılmak üzere çözelti içerisinde ve kaplanan yüzey üzerinde ağ şeklinde dağıtılabilirler. Bu nedenle, CNT’ler ve gümüş nanoteller çeşitli yüzeylere homojen bir şekilde kaplanabilirler. Son yıllarda yapılan çalışmalarda, sadece gümüş nanotel ya da CNT kullanılması yerine her iki malzemenin birlikte kullanılması ile daha verimli sonuçlar elde edildiği görülmüştür. Tez çalışması kapsamında, tek duvarlı karbon nanotüpler kullanılarak geçirgen elektrot üretilmiştir. Ilk olarak, tek duvarlı karbon nanotüpler, kimyasal buhar birikimi yöntemine göre demir katalizörü ve asetilen gazı kullanılarak 800 °C’de sentezlenmisler ve 3M HNO3 ile saflaştırılmışlardır (% 98.39). Tek duvarlı karbon nanotüplerin cam yüzey üzerine kaplanmasında, vakum ile süzme ve sprey kaplama yöntemleri uygulanmıştır. Homojen karbon nanotüp çözeltileri hazırlamak amacıyla çeşitli dağıtıcı yüzey aktif malzemeler kullanılmıştır. Elde edilen ince filmler karakterize edilerek farklı kaplama koşullarının (karbon nanotüp yoğunluğu, yüzey aktif madde çeşidi ve karıştırma hızı) optoelektronik özelliklerine etkisi incelenmiştir. Karbon nanotüp çözeltisinin homojen dağılımı için ultrasonik banyo ve homojenizatör kullanılmıştır. Ayrıca, ince filmlerin elektriksel özelliklerini geliştirmek için asitle (HNO3) muamele ve ısıl işlem uygulanmıştır. Asitle muamele ve ısıl işlem sonuçları karşılaştırıldığında, ince film optoelektronik özelliklerini geliştirmek için ısıl işlemin daha etkili bir yöntem olduğu görülmüştür. Üretilen tek duvarlı karbon nanotüp ince filmler, taramalı elektron mikroskobu ve UV-vis spektrofotometre ile karakterize edilmiştir. İki uçlu direnç ölçüm cihazı ile farklı parametrelerle üretilen ince filmlerin yüzey dirençleri tespit edilmiş ve karşılaştırılmıştır. Ayrıca, iletkenliği artırmak için tek duvarlı karbon nanotüplere gümüş nanoteller de ilave edilmiştir. Elde edilen ince filmlerin yüzey dirençlerinin 95 Ω/□‘ye kadar düştüğü belirlenmiştir., Carbon nanotubes (CNTs) are today one of the key elements of nanotechnology and are most intensively investigated materials. CNTs are a unique material with their high mechanical, electrical, optical, thermal and chemical properties that may be useful in a number of applications. The versatile properties of carbon nanotubes make its suitable for use in various transparent and conductive optoelectronic devices. Transparent and conductive electrodes are being utilized in solar cells, organic light emitting diodes (OLEDs), touch panels and many other optoelectronic devices. Among them indium tin oxide (ITO) is one of the most common materials. However, flexible, cost effective, conductive and robust single walled carbon nanotube (SWCNT) thin films can be preferred as an alternative to ITO electrodes. In addition, SWCNT thin film coating process does not need a vacuum system that can be applied at low temperatures via all solution based methods on several substrates over large areas. Spray and spin coating methods are more suitable deposition techniques for larger area applications. SWCNT thin films can easily be scaled up by utilizing a practical spray and spin coating setup for making transparent electrodes or thick SWCNT layers for other applications. In this thesis, transparent and conductive electrode was fabricated using SWCNTs. SWCNTs were firstly synthesized by chemical vapor deposition of acetylene on Fe/MgO catalyst at 800°C and purified by 3M HNO3 at 98.39 % purity level. Vacuum filtration and spray coating methods were utilized for the deposition of SWCNT. Several dispersing agents were investigated in order to achieve a homogeneous SWCNT solution, which were used in vacuum filtration and spray coating. After thin film deposition, optoelectronic properties were examined for different densities of SWCNT, surfactant and sonication procedure. Tip and bath sonicators were utilized due to homogeneous dispersion of SWCNT solution. In addition, acid and heat treatments were applied due to enhance the electrical conductivity of thin films. When compared to acid treatment and heat treatment, it has been found that heat treatment was more effective method to enhance optoelectronic properties of SWCNT thin films. The fabricated SWCNT thin films were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and UV-vis spectrophotometer. Two point probe were utilized to determine the sheet resistance of SWCNT thin films on glass substrates that were deposited via vacuum filtration and spray coating methods. Thus, the efficiencies of thin films with fabricated different production parameters were determined and compared. In recent years, silver nanowires (AgNWs) have been receiving a lot of interest as a transparent conductive electrode material. It has been great material owing to the ease of nanowire manufacture, scalable solution. They possess high conductivity and mechanical ductility. They can be utilized in a network form like SWCNTs, therefore SWCNTs and AgNWs can be coated together on several surfaces homogeneously. In this thesis, AgNWs were also added to SWCNT solution in order to improve conductivity. The fabricated AgNW-SWCNT thin films were characterized by SEM and UV-vis spectrophotometer. Sheet resistances of the films deposited via vacuum filtration were also determined. It was found that the sheet resistance values decreased significantly to 95 Ω/sq., Yüksek Lisans

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015, Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2015, Bu tez çalışması kapsamında farklı lazer dalgaboyları ve taban açılı aksikonlar kullanılarak metal ince filmler üzerinde fs-lazer Bessel hüzmeleri ile nanometre mertebesinde karmaşık yapılar üretilmiştir. Metal ince filmler üzerinde yapılan optik karakterizasyon (geçirgenlik, yansıma vs. spektrumu ölçümü) yapılarak periyodik yapıların yüzey plazmon modlarını desteklediği gösterilmiştir. Yapılan teorik hesaplamalar, simülasyonlar ve deneyler birbirini doğrulamaktadır. Ayrıca, üretilen yapıların plazmonik tabanlı sensör olarak kullanılabilmesi için gerekli testler yapılmıştır. Grafen tabanlı elektronik uygulamaları genellikle Grafenin yapılandırılmasını gerekmektedir. Grafen optik dalgaboylarında yüksek geçirgenliğe sahip olduğundan lazer ablasyonu esnasında alttaş zarar görebilmektedir. Yapılan optimizasyon deneyleri ile Grafen nano-yapılandırılırken alttaşın neredeyse hiç zarar görmediği SEM, Raman ve sayısal yöntemlerle incelenmiştir. Geliştirilen sayısal yöntemlerle fabrikasyon kalitesi hesaplanarak lazer atım enerjisi ile ilişkilendirilmiştir. Yapılan çalışmalarda % 75 kalite ile grafen üzerinde nm mertebesinde yapıların üretilebileceği gösterilmiştir., In this work, we exploit the advantageous of non-diffracting Bessel beams to generate nanometer size structures on metal thin films and graphene. We present a detailed study of Bessel beam ablation behavior, using different laser wavelengths and axicon angles. Optical characterization (transmission, reflection) of fabricated structures in the spectral range of 400 nm- 1100 nm shows plasmonic effects. Experimental results are supported by theoretical, numerical and simulations. Near field profiles of fabricated structures clearly show the plasmonic effect. Moreover, shift of the plasmonic resonance is calculated as a function of surrounding medium to investigate the potential of the fabricated structures for sensing. In our experiments we use relatively thin metal films to obtain high signal to noise ratio in transmission. For sensing applications, the relative change in intensity close to the SPR is used for detection. Therefore, this scheme could be effective for plasmonic sensor applications where the low signal-to-noise detection is required. The influence of pulse energy on laser ablation quality and size is experimentally studied on graphene sample. Histogram analysis of fabricated structures gives possibility of quantifying fabrication quality. Graphene based optoelectronic applications require structuring of graphene without any damage to substrate. %75 ablation accuracy is achieved by adjusting beam fluence while keeping the substrate totally intact. Graphene ablation and substrate damage situation are verified through SEM, Raman and numerical methods., Doktora, PhD

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014, Thesis () -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2014, İnce film teknolojisi, kolay uygulanmasından ötürü son zamanlarda giderek yaygınlaşmıştır. Ayrıca tüm yapıyı kompozit üretmekten daha ucuza mal olmaktadır. Daha az malzeme tüketimi olduğundan, yüksek teknolojik malzemelerin üretiminde daha çevreci çözümler sunar. Mukavemet, her malzeme için, tüm kullanım alanlarında en önemli özelliklerden biridir. Mekanik özellikler tüm tasarım parametrelerini etkiler. Bu sebeple sistemimizde kullanmadan önce malzemelerin davranışlarını bilmek ya da tahmin etmek çok önemlidir. Kopma dayanımı, aşınma dayanımı ve kimyasallara karşı direnç gibi özellikler ince film teknolojisi ile geliştirilebileceği gibi geçirgenlik ve yansıtıcılık gibi optik özellikler de değiştirilebilir. Prensipte hem inorganik hem de organik malzemeler farklı altlıklara kaplanabilir. Birçok kullanım alanı için zehirlilik en büyük problemlerden biridir. Tantalum, titanyum ve oksitleri insan vücuduyla uyumlu olmalarından dolayı son derece yaygın kullanımı olan malzemelerdir. En büyük sebep bu malzemelerin kimyasal olarak tepkime vermemesidir. Titanyum 1950'lerden beri ameliyatlarda kullanılır ve vücut sıvıları ile tepkimeye girmez. Bununla beraber dış kuvvetlere karşı gayet iyi dayanır. Tantalum ve oksidi müthiş kimyasal kararlılığı ve yüksek yansıtıcılık özellikleri iyi bilinse de mükemmel mekanik özellikleri bu zaman kadar fazla dikkat çekmemiştir. Buna ilaveten tantalum filmler son derece transparandır ve bu camlar ile çalışmak için son derece önemli bir parametredir. Bu inanılmaz özellikler tantalumu cam altlıklar için mükemmel bir kaplama malzemesi yapar. Camın mekanik özelliklerini iyileştirmek için uzun yılladır çalışılmıştır. Birçok bilim adamı camı hem inorganik hem de organik malzeme ile takviye etmeyi denemiştir. Polyvinyl butyral (PVB) hem kopma mukavemeti hem de tokluk açısından en yaygın olarak kullanılan organik takviye malzemesidir. Aynı zamanda kırılma durumlarında, cam parçalarını bir arada tutarak daha yüksek güvenlik sunar. Bu özelliklerinden dolayı PVB, araba camları ve inşaat sektörü gibi birçok kullanım alanına sahiptir. Lakin, güneş ışığının organik malzemeler üzerindeki negatif etkileri (degredasyon, vb.) bilinmektedir. Bu nedenle PVB bardak, tabak gibi insan ile temasta bulanan malzemelerde en iyi seçim olmayabilir. Genel olarak inorganik malzemeler zorlu çevre koşullarına karşı daha dayanıklıdır. Bu sebeplerden ötürü camın mekanik özellikleri inorganik malzemeler ve katkı maddeleri ile iyileştirilmeye çalışılmıştır. Yukarıda belirtilen bütün özellikler üretim metoduyla bağlantılıdır. Yöntem ucuz ve seri üretime elverişli olmalıdır. Birçok farklı özellik sunmasıyla beraber göreceli olarak küçük bir laboratuvar ekipmanı olan, sol-gel metodu, bilim insanlarına, cam kaplama için etkili bir yöntem sunmaktadır. Ayrıca yüzey özellikleriyle kolayca xxiv oynanabilmektedir. İkili, üçlü inorganik ve nano yapılı malzemelerin sentezi, bu yöntemin kullanılmasıyla günümüze kadar gelmiştir. Bu çalışmada, döndürerek ve daldırarak kaplama yöntemleri ayrı ayrı kullanılarak cam altlıklar kaplanmış ve sonuçlar incelenmiştir. Mekanik özellikler kaplama yöntemine bağlı olarak değişir, çünkü yöntem film kalınlığını doğrudan etkiler. İlk olarak, ikili ve üçlü sistemdeki filmler döndürerek ve daldırarak kaplama metotlarıyla kaplanmıştır. Daha sonra, mekanik özellikler başta olmak üzere, filmlerin detaylı karakterizasyonu yapılmıştır. Sol-gel yöntemiyle elde edilen filmlerde, gelişmeye açık olan camların mekanik özelliklerini iyileştirmek amaçlanmıştır. Dünyada binlerce farklı organik ve inorganik malzeme vardır. Kompozit teknolojisinde ise iki veya daha fazla malzeme bir arada kullanılır. Buna ek olarak mekanik ve optik özellikler nano boyutta tamamen değişir. Yani her bir malzemeyi, birbiriyle nano veya makro boyutta denemek neredeyse imkânsızdır. Bazen analitik çözümler ve/veya bilgisayar simülasyonları bitmiş yapının davranışlarını analiz etmek için gereklidir. İki yöntemde malzemenin mekanik özelliklerine ve verilen problem için sınır koşullarına ihtiyaç duyar. Sonlu elemanlar yöntemi son derece yaygındır ve farklı analiz tipleri için oldukça başarılı sonuçlar vermektedir. Bu çeşit bilgisayar programları doğru malzemeyi seçmemizde ve sistemimizi tasarlamamızda bize yardım eder. Bu çalışmada titanyum dioksit (TiO2) – silisyum dioksit (SiO2) karışımı ve tantalum pentoksit (Ta2O5) farklı katkı maddeleri ile kaplama malzemesi olarak kullanılmıştır. İki farklı TiO2 – SiO2 reçetesi denenmiştir. Katkı malzemesi olarak da tek duvarlı karbon nanotüp (SWCNTs) ve ceryum dioksit (CeO2) nano parçacıklar kullanılmıştır. Örneklerin faz karakterizasyonu için, x-ışını spektroskopisi (XRD) ve x-ışını fotoelektron spektroskopisi kullanılmıştır. Film yüzeylerinin incelenmesi için ise taramalı elektron mikroskopundan (SEM), atomik kuvvet mikroskopu (AFM) ve optik mikroskoptan yararlanılmıştır. UV-görünür bölge spektroskopisi ve NKD analizör ile örneklerin optik geçirgenlik ve yansıtıcılık özelliklerini saptamak için kullanılmıştır. Suyun kontak açısı, tensiyometre ile ölçülerek, yüzeylerin hidrofiliklik ve hidrofobiklik özellikleri incelenmiştir. Halka üzerinde halka testi asıl olan mekanik testtir. Bu test gevrek malzemeler için daha iyi sonuç veren, çift eksenli gerilme uygulayan bir yöntemdir. Numuneler iki farklı çaptaki halka arasına konarak, kırılıncaya kadar basma gerilmesi uygulanır. Camlar gevrek yapıda olduklarından akma gerilmesi, maksimum çekme gerilmesi ve kopma gerilmesi değerlerinin hepsi birbirine yakındır. Cihaz gerilme ve sehim değerlerini kaydeder. Böylece kaplanan farklı filmlerin, mekanik özelliklere olan etkisi güvenilir biçimde ölçülmüş olunur. Gevrek malzemelerde testin tekrarı, güvenilirlik için son derece önemlidir. Uygulanan ikinci test ise çizilme testidir. Bu yöntem yüzey sertliği ile ilgili direkt; aşınma direnci ile ilgili dolaylı yönden bilgi verir. Aynı zamanda sertlik ile akma dayanımı arasında da bir bağıntı vardır. Son olarak, tüm sonuçlar birbiri ile karşılaştırılmıştır. Tantalum pentoksit, optik ve yarı-iletken uygulamalarında yaygın olarak kullanılan bir malzemedir. Ancak yapılan testlerde, aynı zamanda mekanik özellikleri oldukça iyileştirdiği gözlemlenmiştir. Kopma mukavemetini yaklaşık olarak 3.5 katına çıkarmıştır. Mekanik özelliklerdeki bu iyileşmenin yanı sıra, transparan camın optik özelliklerini de bozmamıştır. Aynı zamanda insan sağlığına olumsuz etkileri de xxv olmaması sebebiyle, tantalum pentoksit, mukavemet gerektiren birçok alanda kullanılabilir. Aynı zamanda kaplanan film oldukça incedir. Böylece malzeme verimli bir şekilde kullanılabilir. Üçlü sol sistemi denemesi ise, başarısız olmuştur. Sebebi hatalı kimyasal reaksiyonlar olabilir. Solleri karıştırmak yerine tabakalı film uygulaması mekanik açıdan daha iyi sonuç verebilir. Öte yandan, titanyum ve silisyum oksit ikili sistemi de gerek mekanik gerek optik açıdan iyi sonuçlar vermiştir. Optik geçirgenlik özelliği, tantalum filmlerden yaklaşık olarak 20 kat daha kalın olmasına rağmen, daha iyidir. Aynı zamanda daha sünek ve tok bir film oluşturarak, darbe direncinin de artmasına yardımcı olur. Lakin, kalın film seri üretim söz konusu olduğunda, maliyet açısından olumsuz olabilir. Mekanik özellikler bakımından, bilinen en iyi malzeme olan tek duvarlı karbon nanotüp katkısı ise beklenen etkiyi verememiştir. Sebebi sol içinde çözülmeme ve düzgün dağılmama sorunlarıdır. İlerleyen teknoloji seviyesi ile bu malzemenin istenildiği gibi kullanılmasına olanak sağlanacaktır. Analitik çözüm, tek tabaka için oldukça başarılı sonuçlar verse de çok katmanlı yapılarda hassasiyetini kaybetmektedir. Sonlu elemanlar yöntemi ise, çok katmanlı yapıları da oldukça hassas şekilde analiz edebilmiştir ve ince film araştırma ve geliştirme çalışmalarında yaygın olarak kullanılması gerektiğini göstermiştir. Hata payı %10'un altındadır., Thin film technology has been studied extensively because of its ease of use. Moreover, it is inexpensive way to synthesis composites materials. It consumes less material, thus it is more environmental solution for fabrication of advanced materials. Mechanical strength is quite important feature for any material and any application area. Mechanical properties affect all design parameters. Therefore, it is important to know or predict behavior of materials before using them in our system. Ultimate strength, wear resistance and chemical resistance are some features that can be improved via thin film technology. Also the optical properties such as transmittance, reflectance can be altered. In principle, both inorganic and organic materials can be coated on different substrates. Toxicity is the biggest problem for various usages. Tantalum, titanium and their oxide forms are quite popular materials because of their compatibility with human body. The main reason is the chemical inertness of these materials. Titanium is used in surgeries since 1950s and it is not affected by body fluids. Besides, it withstands external forces very well. Tantalum and tantalum oxide are well known as their great chemical stability and high refractive index but theirs superior mechanical properties have not drawn so much attention. Moreover, it is extremely transparent that is a necessary feature when working with glass. These incredible features make tantalum oxide a perfect coating material for glass substrates. Improving mechanical strength of glass has been worked for many years. Many scientists have tried reinforcing glass with both inorganic and organic materials. Polyvinyl butyral (PVB) is the most popular organic material for both ultimate strength and toughness. Additionally, it holds glass particles together that provides extra safety. Thus, PVB is often used in many applications such as cars, buildings and household goods. However, the negative effects (degradation, etc.) of sunshine on organic materials are well known in the literature. Therefore, PVB may not be the best selection for materials in touch with human body like glasses, plates, etc. Inorganic materials are generally more stable in the rough environmental conditions. In this work, we tried to improve the mechanical properties of glass with inorganic materials. All these properties mentioned above depend on the deposition techniques. Coating techniques should be cheap and compatible with batch processes. Sol-gel process offers an efficient platform to scientists to coat the glass, because of numerous reasons: it requires relatively simpler laboratory equipment and offers a large portfolio of starting materials and lastly. Moreover, it allows modification of xxii surfaces quite effortlessly. With the use of this process, the preparation of binary and ternary inorganic materials and nanostructures have been studied considerably to date. In this work, dip and spin coating were separately used to deposit the glass substrates and the results were compared. Mechanical properties change with different coating methods because it affects final film thickness directly. Firstly, the binary and ternary films were deposited by spin and dip coatings. Subsequently, detailed characterization of the films and the properties - especially the mechanical properties - of the sol-gel derived films are discussed aiming to improve mechanical properties with great potential in the glass technology. There are huge number of organic and inorganic materials. The mechanical and optical properties are changed in nano scale and composite materials. Therefore, it is nearly impossible to try out every material with each other in nano or macro scales. Sometimes we need the analytical calculation and/or computer simulations to analyze final behavior. Both of them need the properties of materials and boundary conditions for given situations. Finite element method (FEM) is very popular and quite successful for many different analyze types. It gives quick information about our system. Using these kinds of computer programs (which use FEM) help us to select the right materials for our purpose and design our systems. In this work, we used titanium dioxide (TiO2) – silicon dioxide (SiO2) binary system and tantalum pentoxide (Ta2O5) as coating materials with different additives. Two different titanium dioxide – silicon dioxide recipes were used. As additive agent single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) and cerium dioxide (CeO2) nano particles were used. For phase characterization and chemical composition of the samples, X-ray diffractometry (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were used, respectively. Scanning electron microscope (SEM), atomic force microscopy (AFM) and optical microscopy were used for examining film surfaces. UV-visible spectroscopy and NKD analyzer were used to measure transmittance and reflectance of samples. Contact angle was measured by tensiometer. Ring-on-ring tests were used as main mechanical test. It is a biaxial test, which gives better results for the brittle materials. The second mechanical test was scratch test. It gives information about surface hardness directly and wear resistance indirectly. Finally, all results of the deposited films were compared to each other. Ta2O5 thin films represent the best results. They demonstrated around 200% improvement for ultimate strength and huge increase in scratch resistance. Adding CeO2 nano particles to TiO2 – SiO2 binary sol gave poor results in terms of the mechanical properties. SWCNT shows some improvement especially on hardness. Very small amount of SWCNT leads 7% improvement on ultimate strength and 100% on hardness. Nevertheless, the positive effects of SWCNT decreases by increasing content. FEM gave nearly perfect results for all samples. It is obvious that, Ansys could easily apply to analyze bilayer or multilayer materials., Yüksek Lisans

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2012, Bu çalışmada doğru akım manyetik alanda sıçratma yöntemi ile argon atmosferinde, yüksek hız çeliği ve silisyum (100) plakaları üzerine tungsten karbür ince filmler biriktirilmiştir. Sıçratma işleminde %7 oranında bağlayıcı olarak kobalt içeren sinterlenmiş tungsten karbür (WC-Co) hedef malzeme kullanılmıştır. Filmler aynı sürelerde farklı bias voltajı değerlerinde ve farklı sıcaklıklarda biriktirilmiştir. Oda sıcaklığında ve 250⁰C’de biriktirme işlemleri gerçekleştirilmiş, bias voltajı değerleri 0-200V aralığında arttırılarak filmlerin özellikleri değiştirilmiştir. Böylelikle bias voltajı ve biriktirme sıcaklığı gibi parametrelerin film özelliklerine etkisi gözlenmiştir. Filmlerin kalınlık ve mikroyapılarının tespiti için SEM analizleri gerçekleştirilmiş, kimyasal bileşimleri ise EPMA ile tespit edilmiştir. XRD cihazı ile filmlerin faz analizi gerçekleştirilmiştir. Mekanik özellikleri ise nanoindentasyon ve aşınma testleriyle analiz edilmiştir. Artan bias ve sıcaklık değerlerinin etkisiyle kaplamaların mekanik ve tribolojik özelliklerinin önemli oranda iyileştiği gözlenmiştir., In this study, tungsten carbide thin films were deposited on high speed steel and Si (100) substrates by DC magnetron sputtering of tungsten carbide target having 7% cobalt as binding material. The properties of the coatings have been modified by the change in the bias voltage from 0V to 200V and by the deposition temperature from room temperature to 250⁰C. The morphology and thickness of the films were determined from the cross-sectional SEM images. The chemical composition of the film was determined by EPMA. XRD has been used for the phase analyses. Nanoindentation and wear tests were carried out to determine the mechanical properties of the films. The results of the analyses provided key information about the relationship between the deposition parameters and the microstructural and mechanical properties of WC films., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2012, Karbon temelli kaplamalar birçok bilim dalına konu olmakta ve endüstriyel olarak kullanılmaktadır. Karbon doğada bol bulunan ve endüstriyel anlamda ekonomik bir elementtir. Karbon temelli malzemeler, elmasta olduğu gibi yüksek sertlik ve termal iletkenlik gösterirken, grafitte yumuşak ve yağlayıcı özellik göstermektedir. Bunların yanında karbonun karbon nano tüp, fuleren, karbon-karbon kompozit camsı karbon ve karbon nano fiberler gibi allotropları vardır. Elmas benzeri karbon ince filmler yüksek sertlik, düşük sürtünme ve yüksek aşınma dirençlerinden dolayı katı yağlayıcı olarak tribolojik uygulamalarda kullanımı oldukça yaygındır. Elmas benzeri karbon filmler ilk olarak 1950’lerde Schmellenmeier tarafından keşfedilmiştir ancak Eisenberg ve Chabot’un 1970’lerde yaptıkları çalışmalar ile ilgi çekmiştir. Daha sonra ki yıllarda hakkında bir çok bilimsel yayın yapılmış ve patent alınmıştır. Elmas benzeri karbon filmlerin tribolojik uygulamalardaki performansı büyük oranda onun altlığa yapışma özelliğine bağlıdır. Silikon ve titanyum gibi karbür yapabilen altlıklara ve arakatman kullanılarak yapılan uygulamalarda yapışma mukavemeti iyidir. Elmas benzeri karbon filmlerin doğasından kaynaklanan yüksek basma gerilmeleri içermesi ve yüksek sıcaklıklarda faz değiştirmesi dezavantajlarındandır. Nano kristal yapılar ya da nano fazlar içeren elmas benzeri karbon filmler fiziksel ve kimyasal buhar biriktirme teknikleriyle zorlu şartlarda kullanım için üretilebilmektedir. Son yıllarda hibrit buhar biriktirme sistemlerinin geliştirilmesiyle elmas benzeri karbon filmlerin özelliklerinin daha kolay kontrol edilebilmesiyle endüstriyel uygulamalardaki dayanım gereklilikleri ve performansları arttırılmıştır. Metaller (Ti, Cu, W, Mo, Ta, Cr, Ni…), hafif elementler (B,Si, N, O, F) veya bunların kombinasyonlarıyla alaşımlanan ya da katkılanan elmas benzeri karbon filmlerin sertlik, iç gerilme, yapışma, tribolojik özellikleri, elektrik ve termal iletkenlikleri ve biyo-uyumlulukları değiştirilebilmektedir. Amorf yapı içerisine gömülen katkılandırılmış elementler matriks içerisinde tek bir faz olarak ya da ayrı bir ikincil faz olarak nano ölçeklerde oluşturulabiliyor. Bu nano kompozit ya da çok katmanlı filmler geliştirilmiş sertlik, tokluk ve yapışma özellikleriyle üstün aşınma dirençleri sergilemektedirler. Elmas benzeri karbon filmlere Nb, Ti, W ve Mo gibi karbür yapma afiniteleri yüksek metalik elementlerin katkılanması onun amorf matriks içerisinde nano kristal karbür taneleri olarak dağılmasına yol açmaktadır. Bu nano kompozit kaplamaların sertlik değerleri 30 Gpa’ ın üstüne çıkan değerler gösterebilmektedir. Hatta hidrojen içermeyen atmosferlerde üretilen elmas benzeri karbon ince filmlerin sertliklerinin neredeyse 90 GPa’ a kadar çıktığı belirtilmiştir. Elmas benzeri karbon filmlerin tribolojik uygulamalarda kullanımının çok büyük bir ilgi görmesinin nedeni yüksek sertlik ve yüksek kimyasal kararlılık göstermesiyle birlikte çok düşük sürtünme katsayısı ve aşınma katsayısı göstermesidir. Son yıllarda, elmas benzeri karbon yapıların tribolojik uygulamalarda kullanımı artan bir ivmeyle devam etmektedir. Bu çalışma, metan ve argon gaz ortamında yüksek vakum değerlerinde paslanmaz çelik altlık üzerine darbeli manyetik alanda sıçratma ve plazma destekli kimyasal buhar biriktirme hibrit yöntemiyle amorf karbon matriks içerisine molibden katkılamayı amaçlamaktadır. Metan-argon gaz karışımındaki argon miktarının değiştirilmesiyle amorf matriks içerisinde farklı molibden içerikleri oluşturulmuştur. Elmas benzeri karbon amorf matrikste artan oranda molibden katkısının oluşumu metan gazının kaplama ünitesine akış hızı sabit tutularak argon gazının kaplama ünitesine giriş hızı artırılarak yapılmıştır. Değişen molibden içeriğiyle matriks içerisinde oluşan nano-molibden karbür fazlarının aşınma ve sürtünme davranışlarına etkisi irdelenmiştir. Üretilen faklı molibden içerikli elmas benzeri karbon filmlerin yapısal ve kompozisyonel değerleri Raman spektrometresi, XRD ve EDS tekniklerini kullanan cihazların yardımıyla incelenirken sertlik ve tribolojik özellikleri mikrosertlik ve disk üzeri top aşınma cihazlarının yardımıyla incelenmiştir. Molibden katkılı elmas benzeri karbon filmlerin paslanmaz çelik altlığa yapışma özellikleri için kaplamalara çizik testi uygulanmıştır. Bunun yanında çizik testinin doğruluğunu pekiştirmek ve kaplamada oluşacak kırık tiplerine göre yorumlamak amacıyla Rockwell Testi uygulanmıştır. Bütün sonuçlar irdelendiğinde molibden katkısının kritik bir değere kadar elmas benzeri karbon kaplamaların sürtünme ve aşınma özellikleri makul bir değerdeyken molibden katkısının artmasıyla kaplamaların sürtünme ve aşınma özellikleri kötüleşmiştir., Thin films whose thickness is typically less than several microns are produced by the deposition of individual atoms on any substrate. Historically, thin films have been used for about half a century in producing instrument hard coatings, optical coatings, thin-film batteries, electronic devices, photovoltaic devices, memory devices and decorative parts. Thin film technology is still being developed by a technological advancement since it is a key factor in the twenty-first century development of new materials such as nanometer materials and/or a man-made superlattices. Thin film materials are also suitable for minimization of toxic materials. Thin film processing also saves on energy consumption in production and is considered an environmentally benign material technology for the next century. Among all physical phenomena, friction perhaps is one of the greatest challenges for the industrial and scientific communities. Friction has a direct connection about to energy efficiency and environmental cleanliness of all moving mechanical systems. We rarely think about friction or appreciate the value of its importance in daily life. However, there is no doubt that it is a major cause of lost energy, and as well as hazardous emissions to our world. Consequently, the search for further reducing friction in engineering systems has real-life effects for not only conserving our limited energy resources, but also saving our planet from hazardous emissions. The friction between two solid surfaces in solid-state contact is the resistance to tangential motion of one surface over the other. In the field of tribology, the term friction coefficient is frequently used to describe the resistance to tangential motion. When the extent of physical and/or chemical interactions is extremely small or essentially absent, the surfaces can slide over one another without causing much friction. For this situation, the word “superlubricity” was first used by Motohisa Hirano. Historically, the earliest studies on superlubricity started in mid-1980s, but the real progress occurred during the 1990s. The abundance of raw material and the economic value of the material produced for engineering applications is the most important issue. When we look at from this point, carbon, which exists in more than 90% of all known substances, is one of the most abundant elements in our planet. Carbon has the largest number of allotropes, including diamond, white carbon, graphite, buckyballs, carbon nanotubes, and other forms of fullerenes. Besides these allotropes, there exist several more carbon-based non-crystalline materials, including carbon–carbon composites, bulk glassy carbons, and amorphous Diamond-like carbon films. DLC is the subject of this study because of its low friction property and well wear behaviour. Diamond-like carbon thin films was first reported in the early 1950s. However, base progress and systematic studies started in the 1970s. Over the years, diamond-like carbon films have attracted huge scientific and commercial interest mainly because of their superlow friction and wear, excellent optical, high chemical inertness aand dielectric properties. Especially, Diamond-like carbon films has attracted great interest in tribological applications due to their low friction and good wear baheviour. Unlike synthetic diamond films, the production of diamond-like carbon is rather easy and can be achieved over a broad range of deposition conditions and temperatures. Physical vapor deposition (PVD) and chemical vapor deposition (CVD) methods can be used to produce diamond-like carbon thin films on substrate materials which include metals, ceramics, and certain polymers. The carbonaceous precursors used and the deposition conditions, such as deposition temperature, gas pressure and applied bias voltage on substrate, strongly change the type of bonds (i.e., sp1 , sp2 , sp3 ) that hold carbon atoms together in diamond-like carbon thin films. If a hydrocarbon gas (such as methane, ethane or acetylene) is used as the carbon source, diamond-like carbon films may contain considerable amounts of hydrogen in their microstructures. These highly hydrogenated DLC films (containing more than 40 at.% hydrogen) can be relatively soft but exhibit some of the lowest friction and wear coefficients. Tribological behaviour of diamond-like carbon films strongly depends on test conditions. Friction coefficient of diamond like carbon films can vary in the wide range of 0,01-1 depending on test conditions. In recent years, many scientists in this field have invented more forms of DLC by incorporating certain elements; such as H, N, B, F, Mo, Ta, Ti, Cr, W, and S into their amorphous microstructures. Some of these films are extremely hard -as high as 90 GPa-, while others are rather soft but provide some of the lowest friction and wear coefficients. Diamond-like carbon coatings are often used to prevent wear due to its excellent tribological properties. Diamond-like carbon thin films are very resistant to abrasive and adhesive wear. These films are now used in too many industrial applications, such as metal cutting tools, razor blades, magnetic hard disks, critical engine parts and microelectromechanical systems. Recent investigations have provided special materials with hardness in the range of diamond. The most common compounds developed in hardness applications are basically nitrides, carbides and borides of groups IV, V and VI of the transition metals. TiN, TiC, TiCN, TiAlN, CrN and Al2O3 can be exemplary given such compounds. Diamond-like carbon , WC/C and MoS2 are adequate for tribological applications containing lubrication due to their excellent tribological properties. Both of nitrides and carbide particles embedded in diamond-like carbon have also been produced. The doping of diamond-like carbon with metallic elements leads to structures presenting carbide nanocrystals distributed within the amorphous diamond-like carbon matrix. Metal-containing diamond-like carbon (Me-DLC) films exhibit hardness values above 30 GPa. Alloyed diamond-like carbon coatings is an important category of diamond-like carbon characterized by the incorporation of different elements in their structure to accomplish improved properties in respect to pure diamond-like carbon films. Dopants elements and their combinations are added to modify their properties via controlling content and distribution of the dopant elements such as hardness, internal stress, adhesion, tribological properties, electrical conductivity or biocompatibility. In this study, molybdenum-containing diamond-like carbon films were deposited on stainless steel via hybrid system of pulsed magnetron sputtering (PVD) and plasma enhanced chemical vapour deposition (PECVD) in an argon and methane atmosphere. The aim of this study is to change molybdenum contents in the amorphous matrix of diamond-like carbon. Different molybdenum contents in the amorphous matrix was formed by changing amount of argon gas in the methane-argon gas mixture. Formed nano-molybdenum and nano-molybdenum carbide phases in the amorphous matrix by changing molybdenum contents has been investigated how effects of friction and wear behaviour become. The structure and composition of the molybdenum-containing diamond-like carbon films were characterized by Raman spectroscopy, X-ray diffractometry (XRD) and energy dispersive spectroscopy (EDS). Scratch test has been applied to determine its adhesive strength to substrate. Thin film hardness has been determined by ultra submicron hardness test. A ball-on-disc test was carried out to analyze the wear behavior and frictional properties of different molybdenum-containing diamond-like carbon films., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2011, Bu çalışmada vanadyum oksit filmleri döndürerek kaplama ve daldırarak kaplama sol-jel metotlarıyla hazırlanmıştır. Başlangıç malzemesi olarak vanadium tri-isopropoxide oxide ve vanadium oxyacetylacetone, katalizör olarak asetik asit, çözücü olarak ise isopropranol ve metanol kullanılarak iki farklı sol hazırlamıştır. Hazırlanan filmler değişik sıcaklıklarda, değişik sürelerde ve değişik gaz ortamlarında ısıl işlemlere tabi tutulmuştur. Yüksek sıcaklıklarda yapılan ısıl işlemlerin film stokiyometrisine etkisi araştırılmıştır. Yapılan ısıl işlemler sonucu VO2 (B) ve VO2 (M) filmleri elde edilmiştir. Ardından düşük sıcaklıklarda yapılan ısıl işlemlerin, film kalınlığının ve anlık sıcaklık değişiminin filmlerin optik özellikleri üzerindeki etkisi gözlemlenmiştir. Son olarak VO2 (B) filmleri ile VO2 (M) filmlerinin yüzey morfolojileri ve optik özellikleri karşılaştırılmıştır Filmlerin optik parametreleri NKD spektrofotometresinden elde edilmiştir. Filmlerin kristal yapıları ve yüzey morfolojileri sırasıyla X-ışını kırınımı (XRD) ve Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) kullanılarak analiz edilmiştir., In this study, vanadium oxide films were prepared by sol–gel spin coating and sol-gel dip coating methods. Vanadium tri-isopropoxide oxide and vanadium oxyacetylacetone as precursor, acetic acid as catalyzer, isopropanol and methanol as solvent were used to prepare two different solution. Prepared films were annealed at different annealing temperatures, for different times and in different ambient gases. The effect of high temperature annealing to the film stoichiometry were investigated. VO2 (B) and VO2 (M) films are obtained. Then the effects of film thickness, low temperature annealing and instant temperature change on the optical properties of vanadium oxide thin films were observed. Finally the surface morphology and the optical properties of VO2 (B) and VO2 (M) films were compared. Optical parameters of the films were obtained from the NKD spectrophotometer. The crystalline structure and surface morphology of the films were analyzed by X-Ray Diffraction (XRD) and Atomic Force Microscopy (AFM), respectively., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009, Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2009, Bu çalışmada farklı sıçratma teknikleriyle biriktirilmiş tek ve çok katmanlı bor kabür ve bor karbonitrür ince filmler incelenmiştir. Homojen ve taban malzemeye iyi yapışan bor karbür kaplamalar, konvansiyonel doğru akım (DC) manyetik alanda sıçratma, plazma destekli doğru akım manyetik alanda sıçratma ve radyo frekans (RF) sıçratma teknikleriyle üretilmiştir. Proses gazına azot ilavesiyle reaktif doğru akım manyetik alanda sıçratma tekniği kullanılarak bor karbonitrür ince filmler üretilmiştir. Kalın bor karbür ve bor karbonitrür kaplamalar elde etmek amacıyla fonksiyonel gradyanlı çok katmanlı kaplama tasarımları çalışılmıştır. Filmlerin biriktirilmesinde, çalışma kapsamında üretilmiş, doğru akım uyumlu, iletken bor karbür ve ticari bor karbür hedef malzemeler kullanılmıştır. Biriktirilen bütün bor karbür ince filmler amorf yapıdadır. Konvansiyonel doğru akım manyetik alanda sıçratma yöntemiyle biriktirilen filmler kolonsal yapılıdır ve bu filmler için yaklaşık 20 GPa sertlik ve 220 GPa elastik modül değerleri elde edilmiştir. Plazma destekli doğru akım manyetik alanda sıçratma tekniğiyle biriktirilen bor karbür filmlerde kolonsuz mikroyapılar ve düzgün yüzey morfolojileri gözlenmiştir. Bu filmlerde yaklaşık 40 GPa sertlik, 300 GPa elastik modül ve 2.6x10-8 mm3/Nm aşınma oranı değerlerine ulaşılmıştır. Radyo frekansı sıçratma tekniğiyle biriktirilen bor karbür ince filmlerde 22 GPa sertlik ve 240 GPa elastik modül değerleri elde edilmiştir. Üretilen bor karbonitür ince filmlerde 10-20 GPa sertlik, 130-185 GPa elastik modül ve 1.5x10-9 mm3/Nm aşınma oranı değerleri tespit edilmiştir. Fonksiyonel gradyanlı çok katmanlı kaplama tasarımları sayesinde 1 μm den fazla kalınlıklarda ve taban malzemeye iyi yapışan bor karbür ve BCN filmler biriktirilebilmiştir., In this study single and multilayered boron carbide and boron carbonitride (BCN) thin films deposited with several sputtering configurations were investigated. Three types of well adherent and homogenous boron carbide films were deposited by conventional direct current (DC) magnetron sputtering, plasma-enhanced DC magnetron sputtering and radio frequency (RF) sputtering. Boron carbonitride thin films deposited by reactive DC magnetron sputtering in addition of nitrogen into processing gas were also studied. Functionally graded multilayered designs were used to growth thicker boron carbide and boron carbonitride films. An own produced, direct current compatible, conducting boron carbide target and a commercial boron carbide target was used for deposition of thin films. All boron carbide thin films deposited were amorphous. Boron carbide films deposited by conventional DC magnetron sputtering had columnar microstructures with about 20 GPa hardness and 220 GPa elastic modulus. Boron carbide films deposited by plasma-enhanced DC magnetron sputtering had featureless, non-columnar microstructures with smooth surface morphologies. Hardness values of about 40 GPa, elastic modulus of 300 GPa and wear rates of 2.6x10-8 mm3/Nm were reached for these films. Boron carbide films deposited by RF sputtering had 22 GPa hardness and 240 GPa elastic modulus. For boron carbonitride films deposited, hardness values between 10-20 GPa, elastic modulus between 135-180 GPa and wear rates of 1.5x10-9 mm3/Nm were obtained. Well adherent boron carbide and BCN top layers with thicknesses over 1 µm were successfully grown by means of functionally graded multilayer designs., Doktora, PhD

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2005, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2005, Bu çalışmada Nb2O5 ve SiO2 ince filmlerinin karışımlarından oluşturulan üç katlı yansıtmayıcı filmler elde edilmiştir. Film hazırlama tekniği olarak sol-gel döndürerek kaplama yöntemi kullanılmıştır. Farklı konsantrasyonlardan hazırlanan SiO2 – Nb2O5 karışımlarına 100 °C de 15 dakika ısıl işlem uygulanmış ve geçirgenlik – dalga boyu ve geçirgenlik – yansıtma değerlerinden kırma indis ve kalınlıkları belirlenmiştir. Belirlenen bu değerlerden üç katmanlı sistem için teorinin önerdiği en uygun indis ve kalınlık değerleri seçilerek yansıtmayıcı sistem tasarlanmıştır. Corning 2947 cam üzerine gerçekleştirilen sistemde 720 nm dalga boyu değerinde camın %11 olan yansıtma değerinden %3 yansıtma değerine inilmiştir, In this work, three layer antireflecting films are obtained from the mixture of Nb2O5 and SiO2 thin films. Sol-gel spin coating method is used to prepare the film. SiO2 Nb2O5 mixtures prepared at various concentrations are heat treated at 100 °C for 15 minutes. Thicknesses and refractive indices are calculated from their reflectance and transmittance. The films coated on Corning 2947 glass and its reflectance is reduced to % 3 from % 11., Yüksek Lisans, M.Sc.

Bu çalışmada ince fimlerirı optikseI karakterizasyonunda sıkça kullanılan polarimetrik bir yöntem olan Elipsometri tekniği incelenmiştir. Yapılan çalışmada bir elektromagnetik dalganın elipsometre düzeneği içersindeki davranışı ayrıntılı olarak ele alınmıştır. Daha sonra elipsometrik parametreler ve denklemler tanımlanmış ve her hangi bir ince film için kırılma indisi ve soğurma katsayısının elipsometrik yöntemle nasıl hesaplandığı açıklanmıştır., In this study, the ellipsometry technique which has been used widely in characterisation of thin films are studied. Here, firstly the behaviour of electromagnetic wave within ellipsometry setup are investigated in details. Then, ellipsometrical parametres and related equations are introduced and method by which the refractive index and extinction coefficient of any thin film are determined, has been explained.

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2002, Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2002, Bu çalışmaya konu olan elektrokromik tungsten oksit filmler sol-jel, elektrodepozisyon ve vakum buharlaştırma teknikleri kullanılarak hazırlanmıştır. Tungsten oksit ve katkılı tungsten oksit filmler çalışılmış farklı kaplama parametreleri ve ısıl işlem sıcaklığına bağlı olarak optik, yapısal ve elektrokromik özellikleri kayıt edilmiştir. Bu şekilde kaplama yöntemini ve parametrelerini değiştirerek optik ve yapısal özelikleri kontrol etmek mümkün olmuştur. Farklı geçiş metal oksitler katkılamak filmlerin yapısal özelliklerinde değişikliğe neden olmuştur. Gözenekli filmler, filmlerin kinetik performansında iyileşmeye neden olmuştur., The electrochromic tungsten oxide films which are the subject of this study were prepared by sol-jel, electrodeposition and vacuum evaporation techniques. Tungsten oxide and mixed tungsten oxide films were investigated. Depending upon the various deposition parameters and annealing temperatures, the optical, structural and electrochromic characteristics of these films were determined. By changing the deposition technique and its parameters it was possible to control the optical and structural characteristics of the films. Mixing the different types of transition metal oxides permited modifications to the electro-optical characteristics of the films. Mesoporous fılms exhibit improved kinetic performance of the films., Doktora, PhD

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2002, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2002, ZnO kaplamalar özellikle optik, elektrik ve elektronik alanında çeşitli uygulamalarda kendilerine yer bulmuşlardır. Bu uygulama alanlarının başında yüzey akustik dalga kullanılan cihazlar, güneş pilleri, şeffaf iletken malzemeler ve gaz sensörleri gelmektedir. Kaplamaların üretilmesinde kimyasal püskürtme, kimyasal buhar biriktirme, lazer sıçratma, RF ve DC sıçratma gibi çeşitli tekniklerden faydalanılmaktadır. Bunların arasında sıçratma en çok kullanılan teknik olarak gözükmektedir. Bununla birlikte, sıçratma parametrelerinin film yapısı ve nihai elektrik özellikler açısından büyük önemi vardır. Bu çalışmada DC magnetron sıçratma tekniği kullanılarak öncelikle (002) yönlenmeli yüzeye dik ZnO filmlerin biriktirilme şartları incelenmiştir. Çeşitli oksijen kısmi basınçları ve değişik sıcaklıklarda biriktirilen filmler kıyaslanmış, bu parametrelerin film özelliklerine etkisi tartışılmıştır. Üretilen kaplamalarda metalik Zn hedef malzeme kullanılmış, oksijen ise ortama gaz halde verilmiştir. Kaplama parametrelerinden 100 W sıçratma gücü; 10 cm3/dk argon akışı, -50 V bias voltajı ve 5 dk kaplama süresi sabit tutulmuştur. Değişken parametreler olarak 100, 150 ve 250 °C taban malzeme sıcaklıkları ve 1,2 ve 4 cm3/dk oksijen akış hızları kullanılmıştır. X ışınları kırınımı analizleri ile faz yapısı, elektron mikroskobu görüntüleri ile mikroyapı ve dört nokta prob cihazı ile elektriksel özdirenç ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak istenilen ZnO yapısı oluşturulmuş ve üretim parametreleri üzerine temel niteliğinde belirlemeler yapılmıştır. Üretilen kaplama kalınlıkları 500 - 1000 nm arasında değişmektedir. Elektrik özdirenç değerlerinin, istenilen yapının elde edildiği filmlerde 106 Ωcm mertebesinde olduğu belirlenmiştir., ZnO thin films are essentially applied in optics, electrics and electronics industry. Surface acoustical wave device, solar cell, conductive thin film and gas sensor applications are first to be mentioned. A wide variety of deposition techniques such as chemical spraying, chemical vapor deposition, laser scattering, RF sputtering and DC sputtering are employed. Among these, sputtering techniques are the most used ones in the literature. However, sputtering parameters have deep effects on the final structure and electrical properties of the produced films. In this work, an investigation of deposition parameters of (002) oriented ZnO films is performed. Films deposited at different oxygen partial pressures and different substrate temperatures are observed and the effect of these parameters on the film structure is investigated. Films are deposited using a metal Zn target and oxygen is introduced to the media in the gas form. Deposition parameters as 100 W sputtering power, 10 sccm argon flow rate, -50 V bias voltage and 5 min deposition time are kept constant while changing the substrate temperature as 100, 150, 250 °C and oxygen flow rate as 1, 2 and 4 sccm. Phase formation studies with x ray diffraction, microstructure studies with electron microscope and electrical resistivity studies with four point probe are conducted. Results proved the formation of well oriented, transparent thin films of ZnO and conclusions are deducted to be served as a basis. Coating thicknesses vary between 500 – 1000 nm. Four point probe studies show that the films are strongly resistive in nature, values are in the 106 Ωcm order., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 1999, Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 1999, Bu çalışmada sol-gel yöntemi ile değişik fiziksel ve kimyasal koşullarda (yaşlanma, pH, döndürme ve daldırma kaplama metodaları, ısıl işlem sıcaklığı ve Ce/Ti mol oranı ) oluşturulan CeO2-TiO2 (CeO2-ZrO2) ince filmlerinin optik, elektrokimyasal ve yapısal özellikleri incelendi. Değişik pH, Ce/Ti mol oranı, döndürme ve daldırma hızları, katman sayısı ve ısıl işlem sıcaklığında CeO2-TiO2 ince filmleri, Ce/Zr mol oranı 50/50 olan sol den değişik döndürme ve daldırma hızları, katman sayısı ve ısıl işlem sıcaklığında CeO2-ZrO2 ince filmleri oluşturuldu. CeO2-TiO2 ince filmlerinin optik sabitleri (kırma indisi, absorpsiyon ve söndürme katsayısı) ile paketlem yoğunluğu yaşlanma zamanının ilk haftalarında belirgin bir değişiklik gösterirken son haftalara doğru (9-11. hafta) sabit bir duruma gelmektedir. pH, Ce mol miktarı ve daldırma hızının azalmasıyla ve döndürme hızı, katman sayısı ve ısıl işlem sıcaklığının artmasıyla bu optik sabitler ve paketleme yoğunluğu artmaktadır. Film kalınlığı yaşlanma zamanı, katman sayısı, döndürme ve daldırma hızının azalmasıyla ve pH, Ce mol oranı, ısıl işlem sıcaklığının artmasıyla azalmaktadır., In the present work, the optical, electrochemical, and structural properties of sol-gel derived CeO2-TiO2 (CeO2-ZrO2) thin films deposited in different physical and chemical conditions (aging, pH, spin and dip coating methods, heat treatment temperature, and different Ce/Ti mole range) have been investigated. The CeO2-TiO2 thin films deposited with different pH, Ce/Ti mole range, spin speed, pulling rate, and at different layer, and heat treatment temperature. The CeO2-ZrO2 thin films deposited with different spin speed, pulling rate, and at different layer and heat treatment temperature with a 50/50 mole rate of Ce/Zr. The optical constants (refractive index, absorption and extinction coefficients) and packing density of the CeO2-TiO2 thin films change sharply at the first weeks of aging while they fix at the end of aging ( 9-11 th weeks). The optical constants and packing density of the films increase with decreasing pH, the mole rate of Ce, and the pulling rate, and with increasing of the spin speed, the number of layer, and heat treatment temperature. Thickness of the films decreases with decreasing aging time, the number of layer, the spin speed, and pulling rate, and with increasing of pH, the mole rate of Ce, and heat treatment., Doktora, PhD

In this thesis, a compound structure consisting of thin film bonded to the coating offunctionally graded material (FGM) which resides on the homogeneous half plane isstudied by applying two dimensional linear elasticity theory under various loadingconditions. In these problems the loading consists of stresses caused by residualstresses resulting from film/coating processing and thermal or mechanical loadingsduring service life of the structure. The primary interest in this study is in examiningstress concentrations or strength of singularities near the film ends, which may causecrack initiation and propagation in the coating or along the interface. The underlyingcontact mechanics problem is formulated by assuming that the film is a ?membrane?and the FGM coating and homogeneous substrate are elastic continua. By using theelasticity solution for the FGM coating and the homogeneous substrate, andcontinuity of displacements at the interfaces, the governing integral equation for theproblem is found. This integral equation comes out to be singular and may bereduced to a linear algebraic system of equations by using the properties ofChebychev polinomials, and then solved for the unknown interfacial shear stressnumerically. The calculated results are the interfacial shear stress between the filmand the graded coating, strength of stress singularity at the end of the film and theaxial normal stress in the film. This study reveals that both mechanical andgeometrical parameters of the structure as well as loading type have a great effect onthe stress distribution and the strength of shear stress singularity at the film ends. Byadjusting these parameters and the type of the grading, it is possible to lower thestrength of shear stress singularity and the axial normal stress in the film that mayhave a bearing on the fatigue and fracture of the coating and damage or failure duringor after the production stage of the thin film., Bu tezde, sonlu boyda ince film, hemen altında işlevsel derecelendirilmiş kaplama veen altta ise homojen yarım düzlem destek bulunan birleşik bir yapı, çeşitli yüklemeşartları altında iki boyutlu lineer elastisite teorisi uygulanarak incelenmiştir. Bu tipyapılarda yükleme; film/kaplama üretimi işleminden dolayı kalıntı yüklerinden,yapının kullanımı esnasında maruz kaldığı mekanik veya termal yüklerden kaynaklıgerilmelerden oluşabilmektedir. Bu çalışmanın temel amacı, arayüzey veyakaplamada çatlak başlangıcı ve ilerlemesi sorununa neden olabilen film uçlarındaoluşan gerilme yığılmalarını veya tekillik şiddetlerini incelemektir. Arka plandakitemas mekaniği problemi, ince film membran; işlevsel derecelendirilmiş malzemeli(İDM) kaplama ve homojen destek de elastik sürekli ortam kabul edilerek formüleedilmiştir. İDM kaplama ve homojen destek için elastisite çözümü ve arayüzeylerdeyer değiştirmelerin sürekliliği kabulü sayesinde probleme hâkim tümlev (integral)denklemi bulunmuştur. Bu tümlev denklemi tekil olup, bilinmeyen film-kaplamaarayüzey gerilmesi fonksiyonu için Çebişef polinomlarının özelliklerindenyararlanılarak doğrusal cebirsel bir denklem sistemine indirgenerek, sayısal olarakçözülmüştür. Hesaplanan sonuçlar, film-kaplama arayüzeyi boyunca oluşan kaymagerilmesi dağılımı, film uçlarındaki kayma gerilmesi tekillik şiddeti ve film ekseniboyunca oluşan normal gerilme dağılımıdır. Bu çalışma, yapının geometrik vemekanik değiştirgenlerinin (parametrelerinin) ve aynı zamanda yükleme tipinin,gerilme dağılımları ve film ucu kayma gerilmesi tekillik şiddeti üzerinde ne kadaretkili olduğunu göstermiştir. Bu değiştirgenlerin değerinin ayarlanması ve kaplamaiçin doğru derecelendirme şekli seçilmesiyle kaplamanın yorulma veya kırılmasındave filmin hasar görmesinde veya bozulmasında önemli rol oynayabilen film ucukayma gerilmesi tekillik şiddeti ve filmde oluşan eksenel normal gerilmedeğerlerinin düşürülmesi mümkündür.

Amin gruplarınca zengin ince filmler, biyomoleküllere bağlanma potansiyelleri sebebiyle son yıllarda dikkat çeken konu başlıkları arasında yer almaktadır. Ancak, filmlerin sergiledikleri kararlılık karakteristikleri, biyoteknoloji alanında kullanımlarını kısıtlamaktadır. Bu tez çalışmasında, n-hekzan ön kaplamasının, amin gruplarınca zengin ince filmlerin atmosfer ve sıvı ortamlarda sergiledikleri kararlılık karakteristiğine etkisi araştırılmıştır. Etilendiamin (EDA) filmleri, radyo frekans- düşük basınç (RF-DB) plazma polimerizasyon cihazı kullanılarak, modifiye edilmemiş ve n-hekzan ön kaplaması gerçekleştirilmiş olmak üzere iki farklı gruba ayrılan cam ve kuvars ayar çatalı (QTF) yüzeylerde oluşturulmuştur. N-hekzan ön kaplamasının etilendiamin ince film yapısına etkileri, yüzeydeki fonksiyonel grupları araştırmak adına FTIR-ATR, yüzey kimyasal kompozisyonu araştırılmak üzere XPS, atmosfer ortamında kararlılık çalışmaları Temas Açısı (CA) ve sıvı ortamda kararlılık çalışmaları frekans ölçüm teknikleri ile gerçekleştirilmiştir. Plazma parametreleri her bir karakterizasyon ölçümü göz önüne alınarak ve farklı ortamlarda sergiledikleri kararlılık karakteristikleri incelenerek optimize edilmiştir. Yıpranma hızı çalışmalarının sonuçlarına göre, 75 Watt değerinin aşağısında ve üzerinde boşalım gücü uygulanan n-hekzan ön kaplamasına sahip etilendiamin ince filmler atmosfer ve sıvı ortamlarında kararlı değilken, 75 Watt boşalım gücü değerine sahip ince filmler her iki ortamda da kararlı bir karakteristik sergilemişlerdir. Etilendiamin ince filmlerinden alınan FTIR-ATR ölçümlerinde, 75 Watt değerinin aşağısında ve üzerinde boşalım gücüne sahip ince film yüzeylerinde amin grupları gözlemlenmemiştir. Dolayısıyla FTIR-ATR ölçümleri uyarınca, etilendiamin ince film parametresi 75 Watt 5 dakika şeklinde optimize edilmiştir. Çalışma sonucuna ulaşan en iyi örnekler, n-hekzan ön kaplamalı ve ön kaplamasız etilendiamin ince filmler olmuştur. Söz konusu ince filmler üzerinde atmosfer ve sıvı ortamda kararlılık çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalar göstermiştir ki; n-hekzan ön kaplaması ile etilendiamin kaplaması arasında güçlü bir bağ oluşmuş ve farklı ortamlarda yüzey kararlılığı sağlanmıştır. Sonuç olarak; n-hekzan ön kaplaması ile gerçekleştirilen plazma polimerizayson tekniği ile üretilen ince filmlerde, atmosfer ve sıvı ortamında kararlı yapı elde edilmiş ve yıpranma hızı azaltılarak biyoteknoloji uygulamalarına uygun yüzeyler elde edilmiştir., Amine-rich thin films have a great potential to bind biomolecules for different applications in biotechnology thus, has attracted great attention over the last decades. However, the stability of those films are still challenging which limits their usage in biotechnological applications. Here we investigate the influence of n-hexane (HEX) pre-coating on the stability of amine-rich thin film in air and liquid. Ethylenediamine (EDA) films were deposited on unmodified and n-hexane pre-coated glass and qurtz tuning fork (QTF) substrates by radio frequency generated low pressure plasma system. The influence of n-hexane prcoating on deposited EDA were studied by Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) for investigating functional groups, X-ray photoelectron spectroscopy for surface chemical compositions, contact angle measurement for stability in gas (air) and frequency measurement for stability in liquid phases. Plasma parameters were optimised by considering the most stable thin films in each media after characterization and stability studies. Results from aging studies indicate that HEX pre-coating those produced below and above 75 Watt was not stable in both air and liquid but pre-coating films produced at 75 Watt showed the highest stability. ATR-FTIR spectra which was collected from EDA demonstrated that below and above 75 Watt, amine groups could not be observed on substrate surfaces. Therefore, plasma parameters of the EDA were optimised to 75 Watt 5 minutes on the basis of ATR-FTIR spectra. In conclusion, a strong interaction between the substrate and plasma polymerized thin films was achieved by n-hexane pre-coating which resulted in enhanced film stability and decreased aging of amine-rich film in air and liquid thus can be adapted for various biotechnological applications.