Farklı lar İçin Kullanılabilecek n-Tipi Silikon Kaplı Nano Gözenekli Membranların Hazırlanması

Homojen ve tekdüze gözenek çapına sahip nano gözenekli anodik aluminyum oksit kalıplar (AAO) kolay üretim tekniği açısından bir çok uygulama alanında geniş yer bulmuştur. AAO kalıplarının yüzeylerinin farklı fonsiyonel gruplar ile modifiye edilmesi, bu yapıların kararlılıklarını arttırdığı gibi uygulama alanlarını da genişletmektedir. Bu çalışmada, öncelikle düzenli nano kanallara sahip AAO membranlar anodizasyon tekniği ile hazırlanmıştır. Zira, ticari olarak kullanılan AAO membranlarda, düzenli olmayan nano kanal yapılarından dolayı uygulama açısından sorunlarla karşılaşılmaktadır. AAO nanogözenekli yapıların potansiyel uygulamalarının arttırılması için yapılar Plazma Destekli Kimyasal Buhar Biriktirme Yöntemi (PECVD) yardımıyla n-tipi silikon ile kaplanmıştır. AAO membranların n-tipi silikon ile kaplanma aşaması öncesinde anodizasyon işlemine maruz bırakılarak düzenli nano kanallar elde edilmiştir. Ardından, PECVD yöntemi ile AAO membran nano-gözenek yüzeylerinin ve nano kanalların iç duvarlanının yaklaşık 40 nm kalınlığında bir n-tipi silikon tabakası ile kaplanması sağlanmıştır. Bu membranlar AFM, SEM, EDX ve UV-Görünür bölge absorpsiyon spektroskopisi ile karakterize edilmiştir. Elde edilen membranların 300-700 nm arasında absorbsiyona sahip olması, mebranların n-tipi silikon ile kaplandığını ayrıca teyit etmektedir. Elde edilen şeffaf yapıdaki, n-tipi silikon kaplı membranlar, başta fotovoltaik uygulamalar olmak üzere farklı amaçlara yönelik nano cihaz yapımında kullanılabilir.

Preparation of n-Type Silicon Coated Nano-Porous Membrane forDifferent Purposes

Nanoporous anodic aluminum oxide (AAO) with uniform and homogen pore diameters has been found wide range applications due to easy fabrication processes. Modification of AAO template surface by different functional groups increase the stability of these structures and also their potential utility in many applications. In this study, firstly the membranes which have regular nano-channels was prepared by anodization technique. In fact, commercially available AAO membranes with non-uniform nano- channel formations poses problems in terms of the applications. In order to improve the potential applications of AAO nanoporous structures, the surface of AAO membran was coated with an n-type silicon by Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) Method. Before coating of AAO membranes with n-type silicon, the regular nanochannels was obtained by exploring to n-type anodization process. Then, the AAO nanoporous membrane surface and the inner wall were coated with n-type silicon layer by PECVD method with thickness of ca. 40 nm. These membranes were characterized by AFM, SEM, EDX and UV-Visible absorption spectroscopy. The resulting membranes exhibit the absorption between 300-700 nm which confirms also that of n-type membrane is coated with silicone. The obtained transparent n-type silicon-coated membranes can be used in the construction of nano-devices for different purposes, including photovoltaic applications.

PDF

___

1. Ocakoglu, K., Joya, K. S., Harputlu, E., Tarnowska, A., Gryko, D. T., 2014. Nanoscale bio-inspired light- harvesting system develop from self-assembled alkyl-functionalized metallochlorins nano- aggregates. Nanoscale, 6, 9625-9631.
2. Platschek, B., Keilbach, A., Bein, T., 2011. Mesoporous Structures Confined in Anodic Alumina Membranes. Adv. Mater., 23, 2395-2412.
3. Eddy Jai Poinern, G., Ali, N., Fawcett, D. 2011. Progress in Nano-Engineered Anodic Aluminum Oxide Membrane Development. Materials, 4, 487- 526.
4. Hönicke, D., Dietzsch, E., 2002. in Handbook of Porous Solids, Vol. 4 (Eds: F. Schüth, K. S. W. Sing, J. Weitkamp), Wiley-VCH Verlag GmbH, 1395.
5. Lakshmi, B. B., Dorhout, P. K., Martin, C. R., 1997. Sol-Gel Template Synthesis of Semiconductor Oxide Micro- and Nanostructures. Chemistry of Materials, 9, 2544-2550.
6. Nishinaga, O., Kikuchi, T., Natsui, S., Suzuki, R. O., 2013. Rapid fabrication of self-ordered porous alumina with 10-/sub-10-nm-scale nanostructures by selenic acid anodizing. Scientific reports. 3, 2748.
7. Lee, C. W., Kang, H. S., Chang, Y. H., Hahm, Y. M., 2000. Thermotreatment and Chemical Resistance of Porous Alumina Membrane Prepared by Anodic Oxidation. Korean J Chem Eng. 17, 266-272.
8. Velleman, L., Triani, G., Evans, P. J., Shapter, J. G., Losic, D., 2009. Structural and chemical modification of porous alumina membranes. Microporous and Mesoporous Materials, 126, 87-94.
9. Aramesh, M., Cervenka, J., 2014. Surface Modification of Porous Anodic Alumina for Medical and Biological Applications, Nanomedicine (Eds.: Professor Alexander Seifalian, Achala de Mel, Deepak M. Kalaskar) Chapter 18.