Functionalized CVD grown graphene for gas sensing applications
KBB yöntemi ile büyütülen fonksiyonelleştirilmiş grafenin gaz algılama uygulamaları
- Tez No: 482443
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CEM ÇELEBİ, YRD. DOÇ. DR. ÖZHAN ÜNVERDİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Physics and Physics Engineering, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 149
Özet
Grafen, bir atom kalınlıgında sp2 baglı karbon atomlarının petek yapı örgüsünde dizildigi iki boyutlu bir malzemedir. Eşsiz mekanik mukavemete sahip, sıfır boşluklu bir yarı iletkendir. Yüksek elektron mobilitesine ve oda sıcaklıgında en düşük özdirençe sahip malzemedir. Kenar özelliklerini kimyasal modifikasyon ile degiştirerek az tabakalı grafene yeni manyetik özellikler kazandırılabilir. Olagandışı elektronik özelliklere sahip olmasının yanı sıra, tek katmanlı grafen önemli gaz algılama kabiliyetine sahiptir. Gaz moleküllerinin adsorpsiyonu ile yerel taşıyıcı konsantrasyonu modifiye edilir ve direnci degişir. Grafenin yüksek elektron hareket kabiliyeti, geniş alan omik teması ve metal iletkenligi, arka plandaki gürültüyü azaltmaya yardımcı olur ve böylece milyarda bir se- ˘ viyedeki parçaları ve hatta atomik aralıktaki küçük moleküler degişiklikleri tespit etmek için son derece hassas bir cihaz yapar. Bu tezde, Kimyasal Buhar Briktirme (KBB) yöntemi ile büyütülen grafen filmler, sensör özelliklerinin zehirli gazların algılanmasında iyileştirilmesi adına ilk defa kendiliginden organize tek katmanlarla fonsiyonelleştirildi ve anizotropik H2 a¸sındırma yöntemleri uygulandı. Karakterizasyon teknikleri; Optik Mikroskop, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM), Kelvin Uç Kuvvet Mikroskobu (KPFM), Raman Spektroskopisi, Kuvars Kristal Mikroterazi (QCM) ve amperometrik ölçüm teknikleri, metal ince filmlerin, grafen katmanlarının ve gaz emilen film yapılarının ara¸stırılmasında kullanılmı¸stır. Sonuçların gösterdigine göre grafen filmlerin KBB modifikasyonu ile CO ve NH ˘ 3 emilim kapasitesi arttırılmış ve periyodik tersinir tepki özellikleri iyileştirilmiştir. Direnç ölçümleri frekans degişim sonuçları ile uyumludur. Uygulanan aşındırma işlemi ile sensörlerin neme hassasiyetleri de önemli ölçüde azaltılmıştır.
Özet (Çeviri)
Graphene is a two dimensional one-atom thick sheet of sp2 bonded carbon atoms arranged in a honeycomb lattice structure. It has high electron mobility and it is the material with the lowest resistivity at room temperature. By changing the edge properties with chemical modification, few-layer graphene may gain new magnetic properties. Besides having unusual electronic properties, single-layer graphene has important gas sensing capability. With the adsorption of the gas molecules, the local carrier concentration of graphene is modified and its resistance is altered. The high mobility, large area ohmic contact and metallic conductivity of graphene help to reduce the background noise and thus make it highly sensitive device even small molecular changes at atomic ranges. In this dissertation, Chemical Vapor Deposition (CVD) grown graphene layers were functionalized by self-assembled monolayers (SAMs) and etched anisotropically by H2 for the first time to improve sensor characteristics for toxic gas sensing. CO, CO2, NH3 gases were used as target molecules. Characterization techniques such as Optical Microscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM), Atomic Force Microscopy (AFM), Kelvin Probe Force Microscopy (KPFM), Raman Spectroscopy, Quartz Crystal Microbalance (QCM) and amperometric measurements were used for the investigation of the metal thin film, graphene layers and gas adsorbed film structures. Results indicate that the SAM modification enhanced CO and NH3 absorbing capability of graphene films and also improved their periodic reversible response characteristics. The resistivity results are consistent with frequency change results. Humidity sensitivity of sensors are also decreased significantly due to the applied etching process.
Benzer Tezler
- Synthesis of graphene aerogel and its applications
Grafen aerojel sentezlenmesi ve uygulamaları
ECEM ÇELİK
- Fotovoltaik uygulamalar için karşıt elektrot olarak grafen/polimer nanokompozit üretimi ve performansının incelenmesi
Production and performance of graphene / polymer nanocomposite as a counter electrode for photovoltaic applications
ERDAL İĞMAN
Doktora
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiNanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖNDER ŞİMŞEK
- İki boyutlu dikey MoS2 yapılarının kimyasal buhar biriktirme metoduyla büyütülmesi ve süperkapasitör aygıt uygulamaları
Growth of two-dimensional vertical MoS2 structures by chemical vapor deposition method and supercapacitor applications
HASAN FEYZİ BUDAK
Doktora
Türkçe
2024
EnerjiAtatürk ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMRE GÜR
- Deri içine ilaç gönderimi gerçekleştirecek polimer destekli karbon nanotüp mikro iğne dizisi fabrikasyonu
Polymer reinforced carbon nanotube micro needles fabrication for transdermal drug delivery
NUR ÜNVER
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
KimyaAnkara Hacı Bayram Veli ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKÇEN DEMİREL
DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN TOLGA GÜL
- CVD yöntemi ile karbon nanotüp üretimi, karakterizasyonu, modifikasyonu ve kullanım alanlarının araştırılması
Production of carbon nanotube via CVD method, their characterization, modification and investigation of their aplication areas
GÜLŞAH OZAN AYDIN
