Azot katkılandırılmış grafen kuantum noktaların ve metal nanokompozitlerinin doğrusal ve doğrusal olmayan optik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of linear and nonlinear optical properties of nitrogen doped graphene quantum dots and metal nanocomposites
- Tez No: 1011579
- Danışmanlar: PROF. DR. AYHAN ELMALI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında Tris(2-aminoetil)amin (TREN) ile işlevselleştirilmiş azot katkılı grafen kuantum noktaları (N-GQDs) ve bunların Ag, Pd ve Pt içeren nanokompozitleri, yeşil ve tek adımlı bir sentez yöntemi ile elde edilmiş ve FT-IR spektrometre, UV-Vis, TEM ve EDX teknikleri kullanılarak kapsamlı biçimde karakterize edilmiştir. Spektroskopik analizler, 245–250 nm aralığında C=C bağlarına atfedilen π–π* geçişlerini ve 334–350 nm aralığında C=O ve C=N bağlarına karşılık gelen n–π* geçişlerini ortaya koyarak malzemelerin optik soğurma özelliklerini aydınlatmıştır. Fotolüminesans ölçümleri, uyarım dalga boyuna bağlı emisyon davranışı sergileyerek kenar durumları ve kusur seviyelerinin varlığına işaret etmiştir. Femtosaniye zaman çözünürlüklü absorpsiyon spektroskopisi sonuçları, TREN-N-GQDs yapısına metal atomlarının dahil edilmesiyle uyarılmış durum ömrünün belirgin şekilde kısaldığını göstermiştir. Açık yarık Z-tarama tekniği kullanılarak doğrusal olmayan soğurma özellikleri incelenmiş ve plazmonik metal nanoparçacıkların eklenmesiyle doğrusal olmayan optik performansın arttığı belirlenmiştir. Özellikle gümüş (Ag) içeren nanokompozitler, plazmon destekli iki fotonlu soğurma mekanizması nedeniyle en yüksek doğrusal olmayan soğurma (NLA) tepkisini sergilemiştir. Buna karşılık, platin (Pt) içeren TREN N-GQDs nanokompozitleri, iyileştirilmiş NLA davranışının yanı sıra hücre içi floresans tepkisi ve yüksek biyouyumluluk göstermesiyle biyolojik görüntüleme uygulamaları için umut vadeden adaylar olarak öne çıkmıştır. Gaz fazı optimizasyonları ve sulu ortam simülasyonlarını kapsayan yoğunluk fonksiyonel teorisi (DFT) hesaplamaları, deneysel bulgularla uyumlu sonuçlar sunarak nanokompozitlerin artan kararlılığını ve reaktivitesini desteklemiştir. Elde edilen sonuçlar, bu malzemelerin optik sınırlama, biyogörüntüleme, fotovoltaik sistemler ve algılama uygulamaları gibi geniş bir uygulama yelpazesinde önemli bir potansiyele sahip olduğunu ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, Tris (2-aminoethyl)amine (TREN) functionalized N-doped graphene quantum dots (N-GQDs) and their Ag, Pd, and Pt nanocomposites were synthesized via a green one-step method and comprehensively characterized using FT-IR, UV−Vis, TEM, and EDX. Spectroscopic analysis revealed π−π* transitions of C=C bonds (245− 250 nm) and n−π* transitions of C=O and C=N bonds (334−350 nm), elucidating the materials' optical properties. Photoluminescence studies revealed excitation wavelength- dependent emissions, indicating the presence of edge defect levels. Femtosecond transient absorption spectroscopy revealed a shortened excited-state lifetime upon incorporation of a metal atom into TREN N-GQDs. Nonlinear absorption was explored by using the open- aperture Z-scan method, revealing enhanced performance upon incorporation of plasmonic nanoparticles. Ag-incorporated samples exhibited the highest NLA response due to plasmon-enhanced two-photon absorption. Notably, Pt-incorporated TREN N-GQDs showed improved NLA and good biocompatibility with the intracellular fluorescence response, positioning them as promising candidates for bioimaging applications. Density functional theory (DFT) calculations, including gas-phase optimizations and aqueous simulations, confirmed alignment with experimental results, highlighting the enhanced stability and reactivity of nanocomposites. These findings highlight the potential of these materials in various applications, such as optical limiting, imaging, photovoltaics, and sensing applications.
Benzer Tezler
- Lityum piller için grafen oksit ve metal oksit içerikli kompozit anot elektrotlarının geliştirilmesi, karakterizasyonu ve uygulaması
Development, characterization and application of composite anode electrodes containing graphene oxide and metal oxide for lithium batteries
RECEP SIVACI
- Titanate nanotubes combined with graphene-based materials as a novel anode material for lithium-ion batteries
Lityum-iyon pilleri için özgün anot malzemesi olarak grafen temelli malzemelerle birleştirilmiş titanat nanotupler
ANAGULI ABULIZI
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELMİYE ALKAN GÜRSEL
DOÇ. DR. DR. ALP YÜRÜM
- Elektrokimyasal grafen elektrot sentezi ve vanadyum redoks akışkan batarya sistemlerinde kullanımının araştırılması
Electrochemical graphene electrode synthesis and investigation of use in vanadium redox flow battery systems
HÜRMÜS GÜRSU
- Synthesis and characterisation of pbi membranes for HT-PEM fuel cells
HT-PEM yakıt hücreleri için pbı membran sentezi ve karakterizasyonu
MEHMET TURAN GÖRÜRYILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN YAVUZ
DR. ÖĞR. ÜYESİ SİBEL ÖZENLER
- CO gas sensor applications of Fe doped calix[4]arene molecules
Demir katkılı kaliksaren moleküllerinin CO gaz sensör uygulamaları
CEBRAİL ÖZBEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLNUR AYGÜN ÖZYÜZER
PROF. DR. SALİH OKUR
