Manyetik kendiliğinden organize nano (KON) parçacıklardan ince film üretilmesi

Abstract

Kendiliğinden Organize Nano (KON) parçacık sistemleri geniş kullanım alanları ve kolay üretim tekniği olması sebebiyle yaygın araştırılan konulardan biridir. Manyetik nano parçacıkların kendilerine has manyetik, optik ve iletkenlik özellikleri göstermelerinden dolayı ultra-yoğun manyetik kayıt ortamı ve manyeto-optik cihazlar gibi çeşitli teknolojik cihaz üretimi için gelecek vadeden aday malzemelerdendir. Son yıllarda tekil dağılımlı manyetik nano parçacık içeren fonksiyonel malzemelerin üretimi uygun alttaş (substrates) üzerine kendiliğinden dağılımış nano parçacıkların organize edilme prensibine dayanmaktadır. Parçacık organizasyon kontrolü hem tüm KON sisteminin etkin özelliklerinin araştırılması hem de bu özelliklerin teknolojik uygulamaya yönelik optimizasyonu en önemli noktadır. Düzenli nano boyutlu yapı üretilen geleneksel metotlar litografi tekniğine dayanmaktadır. Alternatif teknikler sentetik veya protein gibi organik malzemelerden yapılmış kalıp kullanarak üretime veya kaplanmış parçacığın özelliklerinin düzenli periyodik diziler oluşturacak şekilde kendiliğinde organize edilmesine dayanmaktadır. Karalı, geniş alanda yüksek düzene sahip ve bol üretime uygun nano yapıların üretimi genel hedef olup bu projeninde temel amaçlarındandır. Projemiz i) nano boyutlarda Fe3O4, Ni, Zn, Co, Mn katkılı spinel ferritler, katkısız ve katkılı BaFe12O19, Hematite gibi manyetik nanoparçacıkların Isısal Bozunma, Sulu Ortamda Magnetik NP Sentezi ve Sol-Jel Yöntemi gibi yöntemlerle sentezlenmesini, ii) Fiziksel Gaz Taşıma Yöntemi, Döner kaplama (Spin Coater), Template Destekli üretim, Sıvı-Sıvı arayüzeyine daldırma ve Mikrokontak Baskı gibi yöntemlerle Manyetik Kendiliğinden Organize Nano (KON) yapılarının üretilmesini, iii) KON yapıların dağılım ve düzen analizini ve iv) dielektrik ve manyetik özelliklerinin geniş mikrodalga bantta analizini konularını kapsamaktadır. Numunelerin değişik yapısal (TEM, SEM, XRD) ve DC magnetizasyon (VSM, FMR) karakterizasyonları yapılacaktır.. Önerilen projenin manyetik metal oksitlerden oluşan KON yapılara sahip ince filmlerin mikroşerit yöntemiyle 10 MHz-50 GHz aralığında permitivite, permeabilite, dielektrik ve manyetik kayıp faktörleri, yansıma ve geçme katsayılarının tespiti konularında yenilik ve özgünlük içermektedir. Burada üretilecek manyetik malzemeler proje ekibi tarafından öncü çalışmada (Literatür’de) belirtildiği gibi 10 nm altında boyut ve şekil kontrollü elde edilmesi proje ekibinin bu konudaki yetkinliğini göstermekte olup bu malzemelerden KON yapıları içeren ince film elde edilmesi, dağılım ve düzene bağlı fiziksel özelliklerinin incelenmesi bu konulardaki yurt içi araştırmalara öncülük edecek ve literatüre önemli ölçüde katkı sağlaması hedeflenmektedir. Mikrodalga frekanslarında kontak yapılmadan, diğer bir ifadeyle ince filme zarar verilmeden çok geniş bantta analiz imkanı sunan mikroşerit yöntemi uygulanarak numunelerin detaylı analizi yapılacaktır. Böylece geniş frekans bandında fiziksel özellikleri tesbit edilmiş nano incelikte, tek katmanlı, desen ve düzen analizi yapılmış özgün manyetik KON yapılı ince film üretimi için gerekli şart ve yöntemler bulunacaktır.