Bor içerikli Langmuir-Blodgett ince filmlerin elektrik özelliklerinin ve organik buharlara karşı duyarlılıklarının incelenmesi

Abstract

Bu doktora tezinde, bor atomu içeren organik malzemeler kullanılarak Langmuir-Blodgett (LB) ince film tekniği ile farklı tabakalarda ince filmler üretilmiştir. İnce film karakterizasyon işlemleri ve transfer oranlarının incelenmesi, UV spektroskopisi, kuartz kristal mikrobalans (QCM) ve yüzey plazmon rezonans (SPR) teknikleriyle gerçekleştirilmiştir. Elde edilen tüm sonuçlar birbirlerini destekler nitelikte olup, bor atomu içeren çok katlı organik ince filmlerin üretilebildiğini göstermiştir. SPR tekniğiyle LB ince filmlerin farklı tabaka sayıları için kalınlıkları hesaplanmış ve teorik kalınlık değerleriyle uyumlu olduğu gözlenmiştir. İki alüminyum elektrot arasına, sandviç yapıda üretilen LB filmler dielektrik ve iletkenlik özellikleri bakımından da incelenmiştir. Tabaka sayısına bağlı kapasitans değerleri tabakaların düzeni hakkında bilgi verirken diğer karakterizasyon sonuçlarından elde edilenleri de desteklemiştir. Belli bir voltaj aralığında iletkenlik özelliklerinin, Schottky iletim mekanizmasına uyduğu gözlenmiştir. LB ince filmlerin, kloroform, benzen, toluen ve etil alkol organik buharlarına olan duyarlılıkları, QCM tekniğinde zamana bağlı frekans değişimi şeklinde incelenmiştir. Elde edilen frekans değişim eğrilerinden her film için en yüksek tepki kloroform buharında gözlenmiştir. Etil alkol buharı için, bor içeren LB filmlerin tekrar eski hallerine dönemediği için tek kullanımlık olacağı sonucuna varılmıştır.

In this Ph.D thesis, the thin films have been produced in different number of layers using boron containing organic materials via Langmuir-Blodgett (LB) thin film technique. The thin film characterizations and the investigation of transfer ratios have been performed using, UV spectroscopy, Quarzt Crystal Microbalance (QCM) and Surface Plasmon Resonance (SPR) techniques. All characterization results indicate that, it is possible to produce boron containing multilayer organic thin film. The thicknesses of LB films have been calculated via SPR and they are almost same with the theoretical thicknesses. Dielectric and conductivity properties of LB films which produced between two aluminum electrodes have been investigated as well. The capacitance versus number of layers gives information about the quality of LB film layers and these results are same with the other characterization results. The conductive properties of LB films have been investigated and Schottky mechanism was found to be effective mechanism. The sensing properties of LB films for chloroform, benzene, toluene and ethyl alcohol vapors were investigated by monitoring the frequency change versus time using QCM system. Chloroform vapor has been made the biggest response and biggest frequency change of QCM. For ethyl alcohol vapor, the boron containing LB films were irreversible and they can be used for only one measurement.