Stronsiyum Titanyat (SrTiO³), yüksek dielektrik sabiti ve optik özellikleri nedeniyle elektronik cihazlarda ve sensörlerde yaygın olarak kullanılan bir perovskit malzemedir. Sol-jel yöntemi, SrTiO³ bazlı ince filmlerin üretiminde homojenlik ve düşük maliyet avantajı sağlar. Bu yazıda, Stronsiyum Titanyat (SrTiO³) sol-jel kaplama sürecini adım adım açıklayacağız.
Stronsiyum Kaynağı: Stronsiyum nitrat (Sr(NO³)²) veya stronsiyum asetat.
Titanyum Kaynağı: Titanyum izopropoksit (Ti(OCH(CH³)²)4) veya titanyum butoksit.
Çözücü: Etanol veya 2-metoksietanol.
Katalizör: Asetik asit veya hidroklorik asit (HCl).
Substrat: Silikon, safir veya platin kaplı yüzeyler.
Ekipman: Manyetik karıştırıcı, hassas terazi, sıcak plaka, fırın ve kaplama cihazı (örneğin spin-coater).
Stronsiyum nitrat (Sr(NO³)²) ve titanyum izopropoksit, etanol içinde çözülür. Çözeltiye az miktarda deiyonize su ve asetik asit eklenerek hidroliz ve stabilizasyon reaksiyonları başlatılır. Sr ve Ti oranları 1:1 olacak şekilde dikkatle ayarlanır. Çözelti, homojen bir hale gelene kadar 1-2 saat karıştırılır.
Hidroliz ve kondensasyon reaksiyonları ile çözelti, kolloidal bir süspansiyon olan sol haline dönüşür. Sol, 60-80°C sıcaklıkta 2-4 saat olgunlaştırılır. Bu aşamada çözeltinin berrak ve stabil olduğundan emin olunmalıdır.
Kaplanacak yüzey (örneğin silikon) temizlenmelidir. Yüzey, aseton ve etanol ile yıkanır, ardından deiyonize su ile durulanır ve kurutulur. Temiz bir yüzey, kaplamanın aderansını artırır.
Sol, spin-coating, dip-coating veya püskürtme teknikleriyle substrat üzerine uygulanır. Örneğin, spin-coating yönteminde sol, substrat üzerine damlatılır ve 2000-3000 rpm hızda döndürülerek ince bir film tabakası oluşturulur.
Kaplanmış substrat, 100-150°C sıcaklıkta kurutulur. Çözücü buharlaşır ve jel yapısı oluşur. Jel, katı bir ağ yapısına dönüşerek kaplamanın temelini oluşturur.
Jel kaplama, 600-800°C sıcaklıkta oksijen atmosferinde ısıl işleme tabi tutulur. Bu adım, organik kalıntıların yanmasını ve SrTiO³ kristal yapısının oluşmasını sağlar. Isıl işlem süresi, kaplamanın kalınlığına ve özelliklerine göre 2-3 saat arasında değişebilir.
Avantajlar: Sol-jel yöntemi, homojen kaplama, yüksek dielektrik sabiti ve düşük üretim maliyeti sunar.
Uygulamalar: SrTiO³ kaplamalar, kapasitörler, optik cihazlar, sensörler ve mikroelektronik bileşenlerde kullanılır.
Stronsiyum Titanyat (SrTiO³) sol-jel kaplama yöntemi, elektronik ve optik uygulamalarda yüksek performanslı ince filmler üretmek için etkili bir yaklaşımdır. Bu yöntemle üretilen kaplamalar, dayanıklılık ve işlevsellik açısından üstün avantajlar sağlar. Süreci dikkatle uygulayarak kaliteli sonuçlar elde edebilirsiniz
