Hydrothermally grown zinc oxide nanowires and their utilization in light emitting diodes and photodetectors
Çinko oksit nanotellerin hidrotermal yöntemle üretilmesi ve ışık yayan diyotlarda ve fotodedektörlerde kullanılması
- Tez No: 313844
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 91
Özet
Doğrudan geniş bant aralığı ve yüksek elektron-hol çifti bağlama enerjisi ile çinko oksit optoelektronik cihaz üretimi için umut vaadetmektedir. Kuantum sınırlaması etkisi ve yüksek yüzey-hacim oranları nanotellere eşsiz özellikler sağlamaktadır ve onları araştırmacılar için cazip hale getirmektedir. Çinko oksit nanoteller şimdiye kadar ışık yayan diyotlar, güneş gözeleri, sensörler, fotodedektörler gibi bir çok optoelektronik cihaz üretiminde kullanılmıştır. Bu optoelektronik cihazları üretmek için metal organik kimyasal buharlaştırma birikimi, kimyasal buharlaştırma birikimi, atımlı lazer birikimi, elektrikli bırakıntı ve hidrotermal gibi yöntemler bulunmuştur. Bu yöntemlerin içinden hidrotermal yöntem basit ve ucuz olması açısından en uygun yöntemlerden biridir.Bu tez çalışmasında, çinko oksit nanotel üretimi için hidrotermal yöntemi seçilmiştir. Sentezlenen çinko oksit nanoteller ışık yayan diyotlarda ve ultraviyole fotodedektörlerde aktif elektriksel bileşenler olarak kullanılmıştır. Bir inorganik ve bir organik bileşenden oluşan kompozit ışık yayan diyotlar, esnek, hafif ve ucuz yöntemlerle üretilebilirlikleri açılarından dikkat çekmektedirler. Bu çalışmada, kompozit ışık yayan diyot yapısını oluşturmak için çinko oksit nanotellerin yanı sıra, tamamlayıcı poli[2-metoksi-5-(2-etil-heksiloksi)-1,4-fenilen vinil] MEH-PPV and polifloren (PFO) pozitif yarı iletken polimerler kullanılmıştır. Üretilen cihazların optoelektronik özellikleri incelenmiştir. Çinko oksit, enerji bant aralığı ve iç hataları sayesinde görünür dalga boyunda geniş bir alanda ışıma yapar. Bu özellikten faydalanarak eflatunumsu beyaz ışık yayan diyotlar üretilmiş ve karakterize edilmiştir.Bunun yanısıra, çinko oksitin ultraviyole ışımaya olan duyarlılığından faydalanmak için hidrotermal yöntemle üretilen çinko oksit nanoteller utraviyole fotodedektör üretiminde de kullanılmıştır. Üretilen fotodedektörlerde tek çeperli karbon nanotüp ince filmler transparan elektrot olarak kullanılmıştır. Transparan ve esnek cihazların optoelektronik özellikleri incelenmiştir. Yaklaşık 260000 gibi yüksek bir açma-kapama oranı ve 16 saniye gibi düşük bir akım azalma süresi elde edilmiştir. Bu tezde elde edilen sonuçlar, hidrotermal yöntemle üretilen çinko oksit nanotellerin çeşitli transparan ve esnek optoelektronik cihazlarda kullanılma potensiyelini açığa vurmaktadır.
Özet (Çeviri)
Zinc oxide, with its direct wide bandgap and high exciton binding energy, is a promising material for optoelectronic devices. Quantum confinement effect and high surface to volume ratio of the nanowires imparts unique properties to them and makes them appealing for researchers. So far, zinc oxide nanowires have been used to fabricate various optoelectronic devices such as light emitting diodes, solar cells, sensors and photodetectors. To fabricate those optoelectronic devices, many different synthesis methods such as metal organic chemical vapor deposition, chemical vapor deposition, pulsed laser deposition, electrodeposition and hydrothermal method have been explored. Among them, hydrothermal method is the most feasible one in terms of simplicity and low cost.In this thesis, hydrothermal method was chosen to synthesize zinc oxide nanowires. Synthesized zinc oxide nanowires were then used as electrically active components in light emitting diodes and ultraviolet photodetectors. Hybrid light emitting diodes, composed of inorganic/organic hybrids are appealing due to their flexibility, lightweight nature and low cost production methods. Beside the zinc oxide nanowires, complementary poly [2- methoxy -5- (2- ethylhexyloxy) - 1,4 -phenylenevinylene] MEH-PPV and poly (9,9-di-n-octylfluorenyl-2,7-diyl) (PFO) hole conducting polymers were used to fabricate hybrid light emitting diodes in this work. Optoelectronic properties of the fabricated light emitting diodes were investigated. Zinc oxide emits light within a wide range in the visible region due to its near band edge and deep level emissions. Utilizing this property, violet-white light emitting diodes were fabricated and characterized.Moreover, to take advantage over the responsivity of zinc oxide to ultraviolet light, ultraviolet photodetectors utilizing hydrothermally grown zinc oxide nanowires were fabricated. Single walled carbon nanotube (SWNT) thin films were used as transparent electrodes for the photodetectors. Optoelectronic properties of the transparent and flexible devices were investigated. A high on-off current ratio around 260000 and low decay time about 16 seconds were obtained. Results obtained in this thesis reveal the great potential of the use of solution grown zinc oxide nanowires in various optoelectronic devices that are flexible and transparent.
Benzer Tezler
- Hydrothermal method for doping of zinc oxide nanowires and fabrication of ultraviolet photodetectors
Çinko oksit nanotellerin hidrotermal yöntemle aşılanması ve ultravİyole fotodedektör üretimi
AYŞEGÜL AFAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAŞİT TURAN
YRD. DOÇ. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
- Karbon nanotüp tabanlı çinko oksit nanotellerin büyütülmesi ve optoelektronik özelliklerinin incelenmesi
Growth of carbon nanotube based zinc oxide nanowires and investigation of their optoelectronic properties
MEHMET DURMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiYalova ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAYRAM KILIÇ
- Metal oksitler ile modifiye edilmiş karbon türevlerinden nanokompozit yapıların sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of nanocomposite structures from metal oxi̇des modified carbon derivatives
GÖKÇEN SALMAN AKDENİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Bilim ve Teknolojiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiNanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET AYKAÇ
- Growth of zinc oxide nanostructures on carbon fibers: Production, characterization and photocatalytic properties
Çinko oksit nanoyapıların karbon fiber üzerinde büyütülmesi: Üretimi, karakterizasyonu ve fotokatalitik özellikleri
IRMAK DOĞAN TUNÇ
Doktora
İngilizce
2020
Bilim ve Teknolojiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FETHULLAH GÜNEŞ
DOÇ. DR. MUSTAFA EROL
- Fabrication and electrical characterization of sonochemically grown nanostructured ZnO dye sensitized solar cells
Sonokimyasal metodla büyütülmüş ZnO nano yapılı boya duyarlı güneş pillerinin fabrikasyonu ve elektriksel karakterizasyonu
TELAT GÜLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Bilim ve TeknolojiGediz ÜniversitesiNanoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YAVUZ BAYAM