Colloidal synthesis and doping of semiconductor nanocrystals
Yarıiletken nanokristallerin koloidal sentezi ve katıklanması
- Tez No: 395494
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Electrical and Electronics Engineering, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 89
Özet
Yarıiletken koloidal nanokristaller güçlü bant kenarı ışımaları ve ayarlanabilirliği gibi üstün optik niteliklerinden ötürü fotonik ve optoelektronik uygulama alanları için büyük ilgi çekmektedir. Ayrıca, solüsyon tabanlı işleme yöntemlerine uygunlukları kuantum nanokristallerini ışır diyotların ve lazerlerin düşük maliyetli üretimi için oldukça çekici hale getirmiştir. Bizim bu tezdeki amacımız yarıiletken nanokristallerin potansiyelini ve çok yönlülüğünü koloidal sentez ve sentez sonrası işlemler aracılığıyla göstermektir. Mevcut tez koloit halindeki kuantum noktacıklarının ve kuantum kuyularının sentezini ve sentez sonrası iyileştirme işlemlerini içermektedir ve bu yapılardaki eksiton yıkım dinamiklerini incelemektedir. Bu tezde ilk defa sfalerit yapıdaki koloidal kuantum kuyularının katıklanması için yenilikçi bir koloidal metot sunulmuştur. Bu yeni katıklama metodu koloidal atomik katman kaplama (K-AKK) işlemine dayanmaktadır. Bu şekilde, kendi geliştirdiğimiz K-AKK destekli katıklama tekniğiyle dünyanın ilk mangan katıklanmış CdSe@CdS nanoplakalarını elde ettik. Ayrıca, tezde gümüş katıklanmış CdTe kuantum noktacıklarını hazırladık ve farklı koşullar altında inceledik. Deneysel sonuçlarımız gümüş katıklanmış kuantum noktacıklarındaki kuantum verimlilik artışının nanokristal boyutunun ve katıklanma seviyesinin güçlü bir fonksiyonu olduğunu kanıtlamıştır. Nanokristal boyutunun ve katıklama seviyesinin ayarlanmasıyla, suda çözünebilen sadece çekirdek halindeki CdTe kuantum noktacıklarımız %68 rekor kuantum verimliliğe ulaşmıştır. Bu kuantum noktacıklar için, çeşitli yıkım kinetikleri öne sürülmüş ve kuantum verimlilikteki artış, kapan noktalarının etkisiz hale getirilmesiyle ilişkilendirilmiştir. Bu tezde sunulan metotlar ve sonuçlar yarıiletken nanokristaller hakkındaki temel anlayışımıza katkıda bulunmakta ve yüksek performanslı koloidal nanokristal tabanlı platformlar ve cihazlar için zemin hazırlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Colloidal semiconductor nanocrystals have drawn great interest for application areas in photonics and optoelectronics thanks to their superior optical properties including strong bandgap emission and tunability. Also, their suitability for solution-based processing has made them highly attractive for low-cost production of light-emitting diodes and lasers. Our objective in this thesis is to show the potential and versatility of semiconductor nanocrystals via colloidal synthesis and post-processing methods. The thesis work includes the synthesis of colloidal quantum dot and well structures and their post-doping and investigates their exciton decay dynamics. In this thesis a novel colloidal approach for the doping of zinc blende colloidal quantum wells was proposed and demonstrated for the first time. This new doping method uniquely relies on atomic layer deposition (ALD) process. Here we achieved the world's first manganese-doped CdSe@CdS core@shell nanoplatelets using our technique of ALD-assisted doping. Also, we studied silver-doped CdTe quantum dots under different conditions. Our experimental work proved that the quantum yield enhancement of silver-doped CdTe quantum dots is a strong function of the nanocrystal size and doping concentration. Tuning the nanocrystal size and doping level, our aqueous core-only CdTe nanocrystals reached a record high photoluminescence quantum efficiency of 68%. For these quantum dots, various decay kinetics were proposed and the enhancement in the quantum yield was attributed to the trap state annihilation. The methods and results provided in this thesis contribute to the fundamental understanding of semiconductor nanocrystals and pave the way for high-performance colloidal platforms and devices.
Benzer Tezler
- Colloidal synthetic pathways of atomically-flat complex nanocrystal heterostructures
Atomik olarak düz karmaşık nanokristal hetero yapıların koloidal sentetik yolları
FARZAN SHABANI
Doktora
İngilizce
2024
Bilim ve Teknolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. HİLMİ VOLKAN DEMİR
- Rendering optical and structural properties of semiconductor nanocrystals by chemical doping
Yarı iletken nanokristallerin optik ve yapısal özelliklerinin kimyasal katkılandırmayla düzenlenmesi
SEÇİL SEVİM
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Kimyaİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR ÖZÇELİK
- Development of copper and manganese doped ternary colloidal quantum dot alloys
Bakır ve mangan katkılı üçlü kolloidal kuantum nokta alaşımlarının geliştirilmesi
İLAYDA MELEK YIRTICI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Kimyaİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR ÖZÇELİK
- Novel InP-based quantum dots via ZnO shelling and ruthenium doping for lighting and antibacterial applications
Aydınlatma ve antibakteriyel uygulamalar için ZnO kabuk kaplamalı ve rutenyum doplu yeni InP tabanlı kuantum noktalar
GÜNCEM ÖZGÜN EREN
Doktora
İngilizce
2023
KimyaKoç ÜniversitesiBiyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDAT NİZAMOĞLU
- İyon seçici sol-jel film sentezi ve optik sensör olarak kullanmı
Ion selective sol-gel film synthesis and usage as optical sensor
MERVE UMUTLU
