Geri Dön

Hydrothermal method for doping of zinc oxide nanowires and fabrication of ultraviolet photodetectors

Çinko oksit nanotellerin hidrotermal yöntemle aşılanması ve ultravİyole fotodedektör üretimi

  1. Tez No: 313851
  2. Yazar: AYŞEGÜL AFAL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. RAŞİT TURAN, YRD. DOÇ. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2012
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 91

Özet

Nanoteknoloji, nanoboyuttaki malzemelerin ve proseslerin kavranması ve kontrolünü kapsamaktadır. Çeşitli nanoyapılı malzemeler arasında, yarıiletken nanoteller özgün fiziksel özellikleri ve potansiyel cihaz uygulamaları açısından fazlaca ilgi çekmektedirler. Nanotellerin eşsiz özellikleri, sahip oldukları yüksek yüzey-hacim oranlarına ve kuantum sınırlamasına dayanır.Doğrudan geniş bant aralığı ve yüksek elektron-hol bağlama enerjisine sahip olan çinko oksit, optoelektronik cihazlar için oldukça cazip bir malzemedir. Üstün optik ve elektriksel özellikleri sebebiyle, çinko oksit nanoteller güneş pilleri, ışık yayan diyotlar, transistörler ve fotodedektörler gibi çeşitli cihazların üretiminde kullanılmıştır. Ayrıca, çinko oksit doğal olarak n-tipi iletkenlik göstermektedir. Yapıya eklenen katışkıların nanotellerin elektriksel ve optik özelliklerinde değişime yol açması, yeni uygulama alanları yaratmaktadır. Birçok çinko oksit nanotel sentezleme yöntemi arasında hidrotermal yöntem kolay uygulanması, basit ekipman ve düşük sıcaklık gereksinimleriyle cazip bir metottur.Bu tez çalışmasında, çinko oksit nanoteller hidrotermal yöntemle büyütülmüş ve aşılanmıştır. Aşılama için, bakır, gümüş ve alüminyum gibi farklı metal katkılayıcılar kullanılmıştır. Bu metaller sırasıyla çinko oksit nanotellerin manyetik özellikleri, p-tipi iletim ve elektriksel iletkenliğine etkileri sebebiyle seçilmiştir. Aşılanmış nanoteller bütünüyle karakterize edilmiştir ve fiziksel özelliklerindeki değişimler araştırılmıştır.Ayrıca, hidrotermal yöntemle sentezlenmiş katkısız ve alüminyum katkılı çinko oksit nanoteller ultraviyole fotodedektörlerde elektriksel aktif bileşen olarak kullanılmıştır. Transparan elektrot olarak gümüş nanoteller kullanılmıştır. Dedektörlerin optoelektronik özellikleri incelenmiştir. Yerinde tavlama ve nanotel boyunun dedektör üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Yaklaşık 4 saniye gibi düşük bir akım azalma süresi ve 2600 gibi makul bir açma-kapama oranı elde edilmiştir. Bu dizayn yüksek performanslı ultraviyole fotodedektörlerin üretimi için kolay ve uygun maliyetli bir yaklaşım sağlamaktadır.

Özet (Çeviri)

Nanotechnology comprises of the understanding and control of materials and processes at the nanoscale. Among various nanostructured materials, semiconducting nanowires attract much interest for their novel physical properties and potential device applications. The unique properties of these nanowires are based on their high surface to volume ratio and quantum confinement effect.Zinc oxide, having a direct, wide bandgap and large exciton binding energy, is highly appealing for optoelectronic devices. Due to excellent optical and electrical properties, zinc oxide nanowires have been utilized to fabricate various devices such as solar cells, light emitting diodes, transistors and photodetectors. Furthermore, zinc oxide, in its natural state exhibits n-type conductivity. Addition of impurities often leads to remarkable changes in their electrical and optical properties, which open up new application areas.Among the many synthesis methods for zinc oxide nanowires, hydrothermal method is an attractive one due to its easy procedure, simple equipment and low temperature requirements.In this thesis, zinc oxide nanowires were grown and doped by hydrothermal method. Different metal dopants such as copper, silver and aluminum were used for this purpose. These metals were selected as dopants due to their effect on magnetic properties, p-type conduction and electrical conductivity of ZnO nanowires, respectively. Doped nanowires were fully characterized and the changes in their physical properties were investigated.In addition, hydrothermally synthesized pure and aluminum doped zinc oxide nanowires were used as the electrically active components in ultraviolet photodetectors. Silver nanowires were utilized as transparent electrodes. Optoelectronic properties of the detectors were examined. Effect of in-situ annealing and nanowire length was investigated. Short recovery time, around 4 seconds, with a decent on/off ratio of 2600 was obtained. This design provides a simple and cost effective approach for the fabrication of high performance ultraviolet photodetectors.

Benzer Tezler

  1. Utilization of piezoelectric effect in zinc oxide nanowires as a nanogenerator

    Nanojeneratör olarak çinko oksit nanotellerinde pıezoelektrik etkinin kullanılması

    MOHAMAD ALEINAWI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    EnerjiSabancı Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. EMRE ERDEM

  2. Hydrothermal growth of ZnO nanowires enhanced characteristic properties

    ZnO nanotellerin karakteristik özellikleri iyileştirilerek hidrotermal olarak büyütülmesi

    ÜMÜŞ HALE TUĞRAL ARSLAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CÜNEYT ARSLAN

    PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN

  3. Taşıt emisyonlarının azaltılmasında ZnO nanotel dizinlerinin katalizör aktif metal taşıyıcısı olarak kullanılması

    The use of ZnO nanowire arrays as an active metal carrier of catalyst in the reducing of vehicle emissions

    MEHMET ŞEN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Makine MühendisliğiKarabük Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA BAHATTİN ÇELİK

    YRD. DOÇ. DR. ALAATTİN OSMAN EMİROĞLU

  4. Gümüş ve nikel katkılı çinko oksit (ZnO) nanoçubukların üretimi, karakterizasyonu ve uygulama alanlarının araştırılması

    Fabrication, characterization and investigation of application areas of silver and nickel doped zinc oxide (ZnO) nanorods

    HATİCE ADIGÜZEL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİnönü Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NECMETTİN KILINÇ

  5. Growth of zno and al doped zno films by hydrothermal method

    Hidrotermal yöntemle zno ve al katkılı zno filmlerinin büyütülmesi

    ÜMMÜGÜLSÜM VAROL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Metalurji MühendisliğiYıldırım Beyazıt Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYTÜNÇ ATEŞ