Novel design-based complex nanostructures in hybrid core-shell architectures for high-efficiency light generation
Yüksek verimli ışık üretimi için melez çekirdek-kabuk mimarili yenilikçi dizayn temelli kompleks nanoyapılar
- Tez No: 266033
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 114
Özet
Nanobilim ve nanoteknolojideki yeni gelişmeler çoklu içerikli malzeme içeren birçok görevi tek başına yapabilen melez nanoyapıların keşfine yol açmıştır. Geleceğin katı hal aydınlanma uygulamalarının acil ihtiyacı olan düşük enerji tüketimli, yüksek kaliteli ışık yayıcı ihtiyacının karşılanması amaçlı olarak yüksek verimli ışıyanların geliştirilmesi bu malzemelerin çok önemli ve hızlı bir şekilde gelişen bir alanıdır. Böyle melez nanomalzemelerin tek içerikli büyük boyutlarına göre arttırılmış kuvantum verimliliği, ayarlanabilir çok renkli ışıma ve çoklu işlem basamaklarının azalması gibi olağandışı optoelektronik özellikler göstermesini gerektirmektedir. Burada bu gereksinimleri hedefleyen yüksek verimli ışık üretimini için yenilikçi dizayn temelli çoklu kabuklu melez mimaride kompleks nanomalzemeleri teklif ediyor ve gösteriyoruz. Bu gereksinimler arttılrılmış ışık üretimi amaçlı melez çekirdek-kabuk-(?) konseptindeki en az iki birim içeren en dış kabuğu yarıiletken nanokristallerle döşenmiş metal-çekirdek/yalıtkan-kabuk nanoparçacıklar ve farklı konjuge polimerle çoklu polimer içeren ve eş zamanlı farklı dalgaboylarında ışıyan tek nanoparçacıklar ile giderilmiştir. Bu tezin ilk kısmında, arttırılmış plazmon-ekziton etkileşimleri için aynı zamanda plazmon etkileşimli nanokristallerin genel sorunu olan yalıtkan ayraç kalınlık kontrolü ve sınırlı film kalınlığı gibi sorunları çözen silica kabuğun hemen üzerinde yerleştirilmiş CdTe nanokristalleri olan Au-Silika çekirdek/kabuk nanoparçacıkların geliştirilmesi ve gösterimi vardır. Burada arttırılmış ışık yayılımı için bu yeni set plazmon-ekziton etkileşimleri optimizasyonu için kalınlığı sentez esnasında ayarlanabilir yalıtkan ayraçlı çoklu-kabuk döşenmiş nanoparçacık kompozitlerin sentez ve karakterizasyon sonuçları sunulmaktadır. Sabit ve zaman çözünürlü fotoışıma ölçümlerinden elde edilen deneysel veriler ve bilgisayarlı derin analizler bu dizayn tabanlı çoklu-kabuk nanokompozitleride güçlü plazmon-ekziton etkileşimleri olduğunu net bir şekilde göstemektedir. İkinci kısımda çift-polimer nanoparçacık sistemlerini her birinde ışık yayılımsız enerji tranfer mekanizmalarını incelemek üzere değişik çekirdek-kabuk mimarilerinde yapılandırdık. Burada bu çekirdek/kabuk çift polimer nanobirleşimlerin sentez ve karakterizasyon sonuçlarını sunuyoruz. Bu tarz çift-polimer nanoyapı dizayn esnekliği maksimum enerji transfer verimliliğinin optimizasyonuna izin vermektedir. Yüksek verimli ışık üretimi amaçlı bu kompleks melez nanoyapılar konsepti optoelektronik aygıt ve katı hal aydınlanmayı da içeren nanofotonik uygulamalarında yeni bir yol açmaktadır.
Özet (Çeviri)
Recent developments in nanoscience and nanotechnology have given rise to the discovery of hybrid nanostructured multi-component materials that serve several tasks all at once. A very important and rapidly growing field of these materials is the development of highly efficient fluorophores to meet the urgent demand of low-energy consuming, high-quality light emitters for future solid-state lighting applications. Such hybrid nanomaterials are entailed to exhibit extraordinary optoelectronic properties compared to the bulk case of their single components such as enhanced quantum efficiency, tunable multi-color emission, and reduction of multiple processing steps. Herein, to address these requirements, we propose and demonstrate novel design-based complex nanomaterials in hybrid multi-shell architectures for high-efficiency light generation. These requirements are made possible by using the concept of hybrid core-shell-? nanostructures comprising at least two units, including hybrid metal-core/dielectric-shell nanoparticles furnished with an outer shell of semiconductor nanocrystals for enhanced emission and different conjugated polymers forming a single multi-polymer nanoparticle and emitting simultaneously at different wavelengths. In the first part of this thesis, we developed and demonstrated Au-silica core/shell nanoparticles that successfully assemble CdTe nanocrystals right on their silica shells for enhanced plasmon-exciton interactions, while solving the common problems of lacking control in dielectric spacing and limited film thickness typically encountered in such plasmon-coupled nanocrystals. Here we present the synthesis and characterization results of this new set of multi-shell decorated nanoparticle composites with a tunable dielectric spacing thickness of silica shell precisely controlled by synthesis to optimize plasmon-exciton interactions for enhanced emission. Experimental data obtained from steady-state and time-resolved photoluminescence measurements together with extensive computational analysis clearly verify the strong plasmon-exciton interactions in these design-based multi-shell nanocomposites. In the second part, we construct bi-polymer nanoparticle systems in various architectures of core/shells, for each of which thorough investigations of the non-radiative energy transfer mechanisms are made. Here we present the synthesis and characterization results of these core/shell bi-polymer nanoassemblies. The flexibility of designing such bi-polymer nanostructures allows for the optimization of maximum energy transfer efficiency. This concept of complex hybrid nanostructures for high-efficiency light generation opens up new paths for optoelectronic devices and nanophotonics applications including those in solid-state lighting.
Benzer Tezler
- Synergistic effect of nanoparticles in three-dimensional network of carbon-based quantum dots on mechanical properties of polyurethane hybrid nanocomposite foams
Üç boyutlu karbon kaynaklı kuantum nokta ağında nanoparçacıkların poliüretan hibrit nanokompozitlerin mekanik özellikleri üzerinde sinerjik etkisi
MAKBULE IRMAK PEKER
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- Constructing peptide (GEPI)-protein molecular hybrids by using genetic engineering methods for materials and medical applications.
Malzeme ve medikal uygulamalar için gen mühendisliği yoluyla peptid (GEPI)-protein hibritlerin oluşması.
DENİZ ŞAHİN
Doktora
İngilizce
2011
Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CANDAN TAMERLER
PROF. DR. MEHMET SARIKAYA
- Chemical characterization of caldanaerobacter subterraneus subsp. tengcongensis heme – nitric oxide /oxygen binding protein
Caldanaerobacter subterraneus subsp. tengcongenesis hem – nitrik oksit / oksijen bağlayıcı proteininin kimyasal karakterizasyonu
MERVE ERDAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Biyoteknolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NUR BAŞAK SÜRMELİ
- Plazmonik ve opto-akışkan platformların teorik, hesaplamalı ve deneysel yöntemlerle incelenmesi
Theoretical, computational and experimental studies on plasmonic and optofluidic platforms
YAĞIZ MOROVA
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELÇUK AKTÜRK
- Novel approaches for microscale sensing using silicon and graphene based devices
Başlık çevirisi yok
MUSTAFA BULUT COŞKUN