Solution-processed nanostructures and devices for highly polarized light generation, scattering and sensing
Yüksek polarize ışıma, saçılma ve algılama için solüsyon bazlı işlenmiş nanoyapılar ve aygıtlar
- Tez No: 377429
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
Fotonikteki son gelişmeler, kendi sınıflarında daha uzun ömürlü, yüksek enerji verimli ve güvenilir ışık kaynaklarına, ekranlara ve fotosensörlere imkan sağlamıştır. Ancak, polarizasyon duyarlılığı birçok gelişmiş fonksiyon ve/veya performans için gerekli olmasına rağmen, polarizasyon seçici fotonik aygıtlar geliştirmek hala bir sorun olmaya devam etmektedir. Bu tür cihazların yapımındaki ana zorluklardan biri yüksek polarizasyon kontrast seviyelerine ulaşmaya çalışırken enerji verimliliğindeki verilen ödünden kaynaklanır. Örneğin, mevcut sıvı kristaller ile entegre çift kırılımlı yapılar, ışık iletiminde büyük kayıplar gösterirler. Öte yandan, solüsyon tabanlı işlenmiş ve yüksek en boy oranına sahip nanoyapılar, ışıma, soğurma ve saçılım sırasında tercih edilen bir yönde yapılan polarizasyon seçimi ile yüksek polarizasyon oranlı ve aynı zamanda enerji verimli platformlar sunabilir. Bu yapılar, sözü edilen mekanizmalarla bir yöndeki polarizasyonu seçici olarak geçirirken diğer yöndeki polarizasyonu da bastırmaktadır. Bu tezde solüsyon tabanlı işlenmiş metal ve yarı iletken nanoyapıları ve bunlarla yapılan yüksek derece polarize ışık üreten ve artırılımış fotoalgılama yapan optoelektronik aygıtlar sunuyoruz. Burada, şablonda sentezlenen, disk yükseklikleri ve aralık genişlikleri ile soğurma ve saçılım özellikleri ayarlanabilen, havada asılı plazmonik ince nanodisk dizileri üretip gösterdik. Ayrıca, manyetik olarak hizalanmış çok kısımlı nanotellerin kolloidal nanokristaller ile birleştirildiği ince filmler kullanarak polarize renk zenginleştirme uygulamalarında son derece yüksek polarize ışıma önerdik ve gösterdik. Burda şablon içinde yüksek kontrollü sentezlenen nanotellerin manyetik alan altında dizilimi, ince filmli geniş yüzeylerde oldukça paralel ve etkili bir yönlerdirmeyi mümkün kılıyor. Dizilmiş nanotellerin renk zenginleştirici nanokristallerle entegre edilmeleri 15:1'in üzerinde, izotropik nanokristaller ile elde edilmiş rekor bir görünür spektrum polarizasyon kontrastı sağladı. Bu şekilde solüsyon tabanlı işlenmiş nanoyapıların optoelektronik cihazlara entegresi ile elde edilen melez oluşumlar fotonikte ileri düzeyde işlevlerin gerçekleştirilmesi için büyük öneme sahiptir.
Özet (Çeviri)
Recent advancements in photonics have facilitated robust and reliable light sources, displays and photosensors with relatively long lifetimes and high energy efficiency in their classes. However, developing intrinsically polarization selective photonic devices still remains a challenge, although polarization sensitivity is essential to various advanced functions and/or improved performance. One of the main difficulties in making such devices emerges from the compromise on the efficiency while striving to reach high polarization contrast levels. For instance, commercially available birefringent structures including those integrating liquid crystals suffer from major transmission losses. On the other hand, solution-processed, high aspect-ratio nanostructures may offer power efficient platforms with high polarization contrasts via selection of the polarization in a preferred direction during emission, absorption and/or scattering process(es) while suppressing efficiency of the relevant ones in the other polarization. In this thesis, we present solution-processed metal and semiconductor nanostructures and optoelectronic devices made from them for highly polarized light generation and enhanced photosensing. Here we developed and demonstrated in-template fabricated suspended arrays of plasmonic thin nanodiscs with tunable disc-heights and gap-widths tailoring absorption and scattering properties for applications ranging from polarized light scattering to photodetection. Also, we proposed and showed highly polarized light emission in coupled thin films of magnetically aligned multi-segmented nanowires and colloidal nanocrystals for polarized color enrichment in displays. Here well-controlled in-template synthesis of these nanowires together with their alignment under magnetic field allows for highly parallel orientation of the nanowires in massive numbers over large-area thin films. Integrating with color-enriching nanocrystals, this enabled a record high polarization contrast over 15:1 for the isotropic nanocrystals in the visible range. We believe that such hybrid assemblies of solution-processed nanostructures integrated into optoelectronic devices hold great promise for advanced functions in photonics.
Benzer Tezler
- 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
- İyon katkılı hidrojel ? metal kontaklarda elektriksel özelliklerin incelenmesi
Investigation of electrical properties in ion doped hydrogel - metal contacts
SEVCAN ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR YILMAZ
- Vitamin A ve gümüş nanotanecik katkılı cilt maskesi üretimi
Production of skin mask containing vitamin A and silver nanoparticles
TUĞÇE KADAKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN
- Fabrication of junctionless silicon nanowire transistors via mix and match patterning based on field emission scanning probe lithography
Alan-salımlı tarama probu litografisine dayalı karıştır ve eşleştir modelleme ile bağlantısız silisyum nanotel transistörlerin üretimi
MERT ÖZDEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURHANETTİN ERDEM ALACA
- Karbon kuantum noktaların sentezi ve güneş hücrelerinde uygulamaları
Synthesis of carbon quantum dots (CQDs) and their applications in solar cells
ALİHAN BÜYÜKBEKAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇİSEM KIRBIYIK KURUKAVAK