Ferhunde ATAY, İdris AKYÜZ, Sadiye Çetinkaya ÇOLAK

TiO2-CaO-Al2O3-Na2O-SiO2 Cam Yapısının Elektriksel ve Optik Özellikleri Üzerine ZnO Miktarının Etkisi

Bu çalışmada, klasik erime-söndürme tekniği ile 1TiO2-3CaO-1Al2O3-25Na2O-(70-x)SiO2: xZnO (x= 0, 5, 10, 15 % ağırlık) yapısında dört adet cam yapısı hazırlanmıştır. Üretilen bu camların elektriksel ve optik özelliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. İletim mekanizmalarını araştırmak için sıcaklığa bağlı elektriksel ölçümleri alınmış ve klasik Arrhenius bağıntısı ile aktivasyon enerjileri saptanmıştır. Üretilen cam yapıların soğurma spektrumları kullanılarak optik bant aralıkları hesaplanmıştır. Ayrıca, spektroskopik elipsometri tekniği kullanılarak numunelerin kırılma indisi ve sönüm katsayısı değerleri belirlenmiştir. Alınan ölçümler sonucunda, cam yapısına eklenen ZnO miktarı arttıkça aktivasyon enerjilerinin genelde arttığı, kırılma indisi değerlerinin azaldığı ve geçirgenlik değerlerinin arttığı gözlenmiştir. Özellikle %15 ZnO içeren silikat cam yapısının görünür bölgedeki geçirgenliği %95'e ulaşmıştır

The Effect of ZnO Doping Amount on the Electrical and Optical Properties of TiO2-CaO-Al2O3-Na2O-SiO2 Glass Structure

In this study, four glass structures of the composition 1TiO2-3CaO-1Al2O3-25Na2O-(70-x)SiO2: xZnO (x= 0, 5, 10, 15, weight %) were prepared by the melting quenching technique. It is aimed to investigate the electrical and optical properties of these glasses. Temperature dependent electrical measurements were carried out to analyzed the conduction mechanisms and activation energies determined by classical Arrhenius relation. Optical band gap values were calculated using absorption spectrums of prepared glass structures. Also, refractive index and extinction coefficient values of samples were determined by using Spectroscopic Ellipsometry (SE) technique. As a result of measurements, it is observed that the activation energy generally increases, the refractive index decreases, and the transmittance value increases by the increase of the ZnO amount. Especially, the transmittance of the silicate glass structure with 15% ZnO content has been reached to 95% in the visible region

PDF

___

Abdel-Wahab, F., Aziz, M.S., Mostafa, A.G., Ahmed, E.M, 2006. Electrical conductivity and dielectric properties of some vanadium–strontium–iron unconventional oxide glasses. Materials Science and Engineering B, 134, 1–8.
Busio, M., Steigelmann, O., 2000. New frit glasses for displays, Glass Science Technology, 73, 319–325.
Cetinkaya Colak, S., Akyuz, I., Atay, F., 2016. On the dual role of ZnO in zinc-borate glasses. Journal of NonCrystalline Solids, 432, 406-412.
Chimalawong, P., Kirdsiri, K., Kaewkhao, J. and P. Limsuwan, P., 2012. Procedia Engineering, 32, 690-698.
Ding, L., Yang, Y., Jiang, X., Zhu, C. and Chen, G., 2008. Journal of Non-Crystalline Solids, 354, 1382-1385.
Kocabağ, D., 2002. Cam kimyası, özellikler, uygulaması, Birsen yayınevi, İstanbul, 417 sf.
Morsi, R.M.M., Basha, M.A.F., Morsi, M.M., 2016. Synthesis and physical characterization of amorphous silicates in the system SiO2-Na2O– RO (R = Zn, Pb or Cd). Journal of Non-Crystalline Solids, 439, 57–66
Parmar, R., Kundu, R.S., Punia, R., Kishore, N. and Aghamkar, P., 2013. Fe2O3 modified physical, structural and optical properties of bismuth silicate glasses. Journal of Materials, 2013, 5s.
Punia, R., Kundu, R.S., Hooda, J., Dhankhar, S., Dahiya, S. and Kishore, N., 2011. Effect of Bi2O3 on structural, optical and other physical properties of semiconducting zinc vanadate glasses. Journal of Applied Physics, 110, 33527.
Rosenthal, A.B. and Garofalini, S.H., 1987. Structural role of zinc oxide in silica and soda-silica glasses. Journal of American Ceramic Soc., 70, 821-826.
Zaid, M.H.M., Matori, K.A., Abdul Aziz, S., Zakaria, A. and Ghazali, M.S.M., 2012. Effect of ZnO on the Physical Properties and Optical Band Gap of Soda Lime Silicate Glass. International Journal of Molecular Sciences, 13, 7550-7558.