Spectroscopic investigation of CdS quantum dots and Fe2+:ZnSe
CdS kuvantum noktalarının ve Fe2+:ZnSe'ın spectroscopic incelenmesi
- Tez No: 200366
- Danışmanlar: PROF. DR. ALPHAN SENNAROĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 83
Özet
Bu çalışmada, CdS kuvantum noktalarının ve Fe2+:ZnSe kristallerinin spektroskopik özellikleri araştırıldı. Tezin ilk bölümünde CdS kuvantum noktalarının görünür bölgedeki ışıma özellikleri incelendi. Poly(acrylic asit) (PAA) ile kaplanmış olan CdS quvantum noktaları sulu çözelti içerisinde hazırlandı. Reaksiyon pH değerinin, PAA molekül ağırlığının (2100 ve 5100 g/mol) ve COOH/Cd oranının parçacık büyüklüğüne ve ışıma verimine olan etkileri araştırıldı. Deneylerde kullanılan kuvantum noktalarının soğurma bantları 508 nm altındadır. Nanoparçacıkların boyutları soğurma spektrumu kullanılarak Brus denklemi ile belirlendi. 355 nm dalga boyundaki pompa kullanılarak örneklerin ışıma ölçümleri yapıldı. Örneklerin ışıma verimleri Rhodamine B referansına göre belirlendi. Deneylerin sonucunda en yüksek ışıma veriminin (17%) kritik COOH/Cd oranında (1.5-2) elde edildiği görüldü. Bu kritik oranın aynı zamanda daha küçük kristal boyutları elde edebilmek için de uyumlu olduğu belirlendi. Bununla birlikte, pH 7.5 değerinde hazırlanmış olan CdS nanoparçacıklarının, pH 5.5 değerinde hazırlanmış olanlara göre daha yüksek kuvantum verimlerinin olduğu gözlemlendi. Tezin ikinci bölümünde Fe2+:ZnSe örneklerinin doyabilen soğurma özellikleri incelendi. Bu deneylerde dalga boyu ayarlanabilir, darbe tekrar sıklığı 1kHz olan ve 10- 30 ns darbe genişliğine sahip Cr2+:ZnSe laseri pompa olarak kullanıldı. Doygunluk ölçümleri iki farklı dalga boyunda (2645 ve 2730 nm) z-taramalı ve güç geçirgenliği metotlarıyla yapıldı. 2645 nm pompa gücündeki ölçümler için ortalama temel düzey ve uyarılmış düzey soğurma arakesit değerleri 1.73×10-19 cm2 ve 0.23 olarak belirlendi. 2730 nm pompa gücündeki değerleri ise 2.47×10-19 cm2 ve 0.17 olarak bulundu. Yaşam süresi ölçümleri denemeleri tekli ve çoklu kristal yapısına sahip Fe2+:ZnSe örnekleriyle oda sıcaklığında ve düşük sıcaklıklarda denendi. Fakat yeterli ışıma sinyali elde edilemedi. Düşük sıcaklıklarda ölçüm yapmak için tasarlanan soğutma sisteminin yapımı da tezde anlatılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this work, spectroscopic properties of CdS quantum dots and Fe2+:ZnSe crystals were investigated. In the first part of the thesis, visible luminescence characteristics of CdS quantum dots were studied. Poly (acrylic acid) (PAA) coated CdS quantum dots were prepared in aqueous solutions. Influence of reaction pH, PAA molecular weight (2100 and 5100 g/mol), and COOH/Cd ratio on the particle size, colloidal stability, and photoluminescence (PL) efficiency were investigated. These quantum dots have an absorption band below 508 nm. Nanoparticle sizes were determined from the absorption onset wavelength by using the Brus equation. PL studies of the samples were performed at the excitation wavelength of 355 nm. Luminescence quantum yields were measured with respect to Rhodamine B. Results show that there is a critical COOH/Cd ratio (1.5- 2) that gives the highest quantum yield (17%). This critical value corresponds to smaller crystal sizes (3.7-4.1 nm). Moreover, CdS nanoparticles prepared at pH 7.5 exhibited higher quantum yields than those prepared at 5.5. In the second part of the thesis, absorption saturation characteristics of Fe2+:ZnSe samples are discussed. In these experiments, a tunable Cr2+:ZnSe laser producing 10-30 ns pulses was used as the pump source. The repetition rate was 1 kHz. Saturation measurements were performed at two different wavelengths (2645 and 2730 nm) by employing the z-scan and power transmission methods. The average value of the absorption cross section (?a) and normalized-excited state absorption strength (fp) were determined to be 1.73×10-19 cm2 and 0.23 2645 nm, respectively. At the wavelength of 2730 nm, the respective values were 2.47×10-19 cm2 and 0.17. Attempt was made to measure the fluorescence lifetimes of single-crystal and polycrystalline Fe2+:ZnSe at room temperature and at cryogenic temperatures. However, sufficient fluorescence signal could not be obtained. The design of the cryogenic system used for attaining low temperatures is also described.
Benzer Tezler
- Ağır metal temelli alaşım kuantum nokta yapıların elde edilmesi, optik ve membran özelliklerinin incelenmesi
Obtaining of heavy metal alloyed quantum dots and investigation of their optic and membrane properties
CANAN BAŞLAK
- Ftalosiyanin-kuantum dot konjugatların eldesi ve elektrokimyasal uygulamaları
Phthalocyanine and heteroatom‐doped carbon quantum dots conjugate: synthesis and electrochemical investigation
BAŞAK GİZEM KARAHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ÖZÇEŞMECİ
- ZnS, CdS ve PbS kuantum noktaların biyosentezi, karakterizasyonu ve genotoksik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of genotoxic properties and characterization, biosynthesis of ZnS, CdS and PbS quantum dots
NECİP ÖCAL
- Synthesis of yellow-emissive carbon dots and observation of their interaction with aflatoxin B1
Sarı ışıma yapan karbon noktalarının sentezi ve aflatoksin B1 ile etkileşimlerinin gözlemlenmesi
ÖZGE ERGÜDER
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CANER ÜNLÜ
- Farklı doğal karbon kaynaklar kullanılarak karbon kuantum noktalarının sentezi; karakterizasyonu ve metal iyon sensör özelliklerinin araştırılması
Synthesis of carbon quantum dots using different naturel carbon sources; characterization and investigation of metal ions sensing properties
HACI VELİ KALMIŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Mühendislik BilimleriKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HASAN ESKALEN