Geri Dön

Altın ve gümüş nanopartiküllerinden oluşan heterojen plazmonik yapıların üretilmesi ve karakterizasyonu

Fabrication and characterization of heterogeneous plasmonic structures composed of gold and silver nanoparticles

  1. Tez No: 493586
  2. Yazar: ÖZGE CANPOLAT
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA SERDAR ÖNSES
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Erciyes Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 108

Özet

Nano boyuttaki metalik yapılar sahip oldukları ilginç özellikleri ile hem birçok bilimsel çalışmaya konu olmakta hem de farklı uygulama alanları için yüksek bir potansiyel taşımaktadırlar. Metalik nanopartiküllerin (NPlerin) sahip oldukları optik özellikler lokalize yüzey plazmonik rezonansları (LSPR) tarafından belirlenmektedir. Bireysel bir metalik NPde, LSPR'ın frekans, şiddet ve kalitesi partikülün boyutu, geometrisi ve kompozisyonu ile bulunduğu yerel ortamın kırılma indisine bağlıdır. Nano boyutta metallerin LSPRları, ilave olarak, yakında bulunan diğer metalik NPlere olukça hassasiyet göstermektedir. Yakın mesafede konumlanmış metalik NPler arasındaki eşleşmeler, partikül çevresindeki yerel elektriksel alanların spektrumu, şiddeti, uzaysal dağılımı ve polarizasyonun ayarlanması için eşsiz bir strateji sunmaktadır. Örnek olarak metal NPler arasındaki plazmonik eşleşmeler ile elektriksel alanın lokalize olarak zenginleştirilmesiyle, yüzey zenginleştirilmiş Raman spektroskopisindeki (SERS) kullanımı mümkün olabilmektedir. Öte yandan, farklı kompozisyonlardaki NPlerin kontrollü bir şekilde yakın mesafelerde konumlandırılmasıyla, hem LSPR'ın hassas bir şekilde ayarlanması hem de çok fonksiyonlu heterojen yapıların üretimi mümkün olmaktadır. Bu tez çalışmasında, yüzeylerin iki farklı kompozisyonda polimer fırçalar ile fonksiyonlandırılması ile kolloidal olarak sentezlenmiş farklı kompozisyondaki metalik NPlerin yüzey üzerinde sabitleştirilmesi ve düzenlenmesi ile heterojen plazmonik nanoyapıların üretilmesi gerçekleştirilmiştir. Bu doğrultuda, uç fonksiyonlu poli(2-vinil piridin) ve poli(etilen glikol)'un yüzeye sırayla aşılanmasıyla ikili fırçalar oluşturulmuş, ve bu fırçaların üzerine ise farklı boyut ve geometrilerde altın ve gümüş NPleri sabitleştirilmiştir. Tez çalışması üç alt başlık altında yürütülmüş olup ilk olarak farklı kompozisyonlarda poli(2-vinil piridin) ve poli(etilen glikol) içeren yüzeylerin üretimi üzerinde çalışılmıştır. İkinci olarak ise, bu yüzeylerin üzerinde altın-gümüş heterojen yapılarının üretimine el verecek koşullar belirlenmiştir. Üçüncü başlık altında ise üretilen altın-gümüş heterojen yapılarının optik özellikleri yer almıştır. Tez çalışmasında elde edilen sonuçlar altın-gümüş heterojen nanoyapılarının etkin bir şekilde ve yüksek bir plazmonik eşleşmeyle üretildiğini göstermektedir.

Özet (Çeviri)

Metallic structures at the nanometer length scale show great promise both for fundamental scientific studies and practical technological applications. The optical properties of metallic nanoparticles (NPs) are determined by localized surface plasmonic resonances (LSPR). The frequency, intensity and quality of LSPR for an individual metallic nanostructure are dependent on the size, geometry and composition of the particle, and the refractive index of the local medium. Moreover, the LSPR of nanoscale metals can be modulated with the neighbor metallic NPs that are placed in close-proximity, resulting in plasmonic coupling in between the individual NPs. The plasmonic coupling has become an effective approach to tune the optical properties of metallic nanostructures such as the strength and position of electric fields around the particles. A good example to utilization of such plasmonic coupling involves surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) where the strong localization of electric fields in gaps between the individual metallic NPs significantly increase the intensity of Raman scattering of analyte molecules. This enhancement allows of detection of low concentrations of molecules in Raman spectroscopy. The controllable and close placement of metallic NPs of varying composition is critically important for achieving unique plasmonic properties and multi-functional heterogeneous structures. This thesis study involved fabrication of substrates functionalized with two different polymer brushes for immobilization and assembly of colloidal gold and silver NPs with the objective of generating plasmonic heterogeneous structures. In this direction, a binary brushes were fabricated by sequential grafting of end-functional poly(2-vinyl pyridine) and poly(ethylene glycol) to the surface of silicon and glass substrates. Colloidal gold and silver NPs with different sizes and geometries were then selectively immobilized on these substrates functionalized with binary brushes. The thesis study included three main parts. First, substrates with different compositions were fabricated by tuning the grafting conditions of poly(2-vinyl pyridine) and poly(ethylene glycol) chains. Second, immobilization and assembly of gold and silver were studied for high yield generation of heterogeneous plasmonic structures. Finally, the optical and structural properties of gold-silver heterogeneous structures were characterized using different techniques including ultraviolet–visible spectroscopy, SERS and electron microscopy. The results demonstrate effective fabrication of heterogeneous gold-silver nanostructures with high levels of plasmonic coupling.

Benzer Tezler

  1. Structural investigations of thin lustre layers developed by ion-exchange mechanism on lead alkali glazes

    Kurşun alkali sırlar üzerinde iyon yer değişim mekanizması ile geliştirilen ince luster tabakalarının yapısal incelenmesi

    CEREN İMER

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU

    DR. ESİN GÜNAY

  2. Cyclotrichium origanifolium (Labill.) Manden. & Scheng.'den sentezlenen altın ve gümüş nanopartiküllerin antioksidan aktivitesinin değerlendirilmesi

    Evaluation of antioxidant activity of gold and silver nanoparticles synthesized from Cyclotrichium origanifolium (Labill.) Manden. & Scheng.

    MEHMET EMİN YILGEÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    BiyolojiNecmettin Erbakan Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÖKALP ÖZMEN GÜLER

  3. Metal nanopartikül içeren Fe3o4@sio2-polimer kompozit sistemlerinin hazırlanması ve katalitik uygulama çalışmaları

    Preparation and catalytic application studies of Fe3O4@SiO2-polymer composite systems containing metal nanoparticles

    ÇAĞDAŞ YURDAKUL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Polimer Bilim ve TeknolojisiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ CANSEL TUNCER

  4. Beypazarı Kızılçam kültürleri gelişimine nanonartikül uygulamalarının etkisi

    The effect of nanonarticle applications on the development of Beypazarı Kızılçam cultures

    ZARİFE FIRAT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Ormancılık ve Orman MühendisliğiKastamonu Üniversitesi

    Orman Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEZGİN AYAN

  5. Yeşil sentez ile çeşitli bitki özütleri kullanarak tek ve bimetalik nanopartiküllerinin sentezlenmesi

    Synthesis of single and bimetallic nanoparticles using various plant extracts with green synthesis

    DİĞDEM TRAK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    KimyaBurdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. YASİN ARSLAN