Optik Modelleme Destekli Kalınlık Optimizasyonu Ile Esnek Şeffaf Elektrotların Geliştirilmesi


Akalın S. (Yürütücü), Erol M. , Güvenbaş G.

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Proje Grubu: Fen ve Mühendislik
  • Projenin Yürütüldüğü Birim: Rektörlük
  • Başlangıç Tarihi: Ekim 2026
  • Bitiş Tarihi: Ekim 2027

Özet

Bu proje, ITO'ya alternatif olabilecek esnek, yüksek optik geçirgenlige (%T) ve düsük levha direncine (Rs)

sahip seffaf iletken elektrotların gelistirilmesini amaçlamaktadır. Projenin çıkıs noktası, geleneksel seffaf

iletken oksitlerden özellikle ITO'nun esnek altlıklarda kırılgan olması ve bükülme sırasında elektriksel

performansının hızla bozulmasıdır. Oksit/Metal/Oksit (OMO) yapılar ise ince metal tabaka sayesinde yüksek

elektriksel iletkenlik, oksit tabakalar sayesinde de optik geçirgenlik saglayabildigi için ITO'ya alternatif olarak

degerlendirilmektedir. Projede ilk olarak TiO2 ve Ag kalınlıkları Transfer Matriks Metot (TMM) destekli optik

modelleme ile optimize edilecektir. TiO2 için 30-50 nm, Ag için 10-20 nm kalınlık aralıklarında 200 farklı

TiO2/Ag/TiO2 mimarisi modellenerek optik geçirgenlik degerleri hesaplanacaktır. Bu modellere Ag kalınlıgına

baglı teorik Rs degerleri eklenerek Basarı Ölçütü (FoM) hesaplamaları yapılacak ve içerisinden rastgele bes

farklı yapı seçilerek RF Magnetron Saçtırma (RF-MS) ve Termal Evaporasyon (TE) ile üretimi

gerçeklestirilecektir. Üretim sonrasında elde edilen yapılar UV-Visible Spektrofotometre (UV-Vis) ile %T dört

nokta prob (4PP) ile Rs ölçülecek ve deneysel FoM degerleri hesaplanarak; %T için %5 Rs için %10 ve FoM

için ise %15 - 20 olarak belirlenen sapma degerleriyle kıyaslanıp, uygulanan modelleme kapsamında

sistematik optimizasyon yapılacaktır. Modelleme sonucunda seçilen en yüksek on teorik FoM degerine sahip

TAT yapıları, RF-MS ve TE ile üretilecektir. Üretilen numunelerde UV-Vis ile %T, 4PP ile Rs ölçülecek ve

deneysel FoM degerleri hesaplanacaktır. Üretilmis olan bu TAT yapılarına, 0,5 nm kalınlıgında Au, Ti ve Cu

tohum tabakaları eklenecek, böylece toplamda 30 farklı TiO2/M/Ag/TiO2 (TMAT) elektrot yapısı üretilecektir.

Bu asamada amaç, farklı tohum metallerinin Ag tabakasının sürekliligi, büyüme davranısı, %T, Rs ve FoM

üzerindeki etkilerini aynı kosullar altında karsılastırmaktır. Projede numune karakterizasyonları için XRD, XPS,

SEM, AFM, UV-Vis, 4PP, Hall Etkisi ve Ince Film Optik Kalınlık Ölçümleri kullanılacaktır. Bu analizler sayesinde

elektrotların yapısal, kimyasal, morfolojik, optik ve elektriksel özellikleri incelenecek; elde edilen veriler

optimizasyon sürecinde kullanılacaktır. Projenin son asamasında, cam altlık üzerinde en iyi FoM degerine

sahip TMAT elektrotlar PET esnek altlık üzerine kaplanacak ve proje kapsamında gelistirilecek Arduino tabanlı

bükülme test cihazı ile 1 Hz frekansta 10000 bükülme testine tabi tutulacaktır. Belirli aralıklarda Rs degerleri

ölçülerek elektrotların esneklik performansı degerlendirilecek ve PET/ITO ile karsılastırılacaktır. Tüm bu

çalısma sonucunda, özellikle esnek uygulamalarda ITO'ya güçlü bir alternatif olarak seffaf iletken

elektrotların gelistirilmesi hedeflenmektedir.