Transparent and conducting copper nanowire networks with improved oxidation stability
Oksidasyon kararlılığı arttırılmış şeffaf ve iletken bakır nanotel ağları
- Tez No: 516888
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 151
Özet
Tüm ölçeklenebilir sentezlenmiş metal nanoteller arasında, gümüş nanoteller en çok incelenen ve ilk ticarileşmiş nanotel tipidir. Öte yandan, bakır nanoteller gümüş nanotellerin çok gerisinde değildir ve karşılaştırılabilir elektriksel iletkenliği ile birlikte düşük maliyetlerinden dolayı umut vericidir. Ancak oksidasyon, bakır nanotellerin büyük ölçekli kullanımının önündeki en büyük engeldir. Yığın bakırın kendisinin de oksidasyona eğilimli olduğu iyi bilinmektedir ve oksidasyona karşı direncini arttırmak için çeşitli yöntemler önerilmiştir. Bu tezde, dökme bakırdan esinlenerek, bakır nanotellerin stabilitesini arttırmak için bir organik korozyon inhibitörü olarak benzotriazol (BTA) kullanılmıştır. Yüksek boy-en oranlı bakır nanoteller, çevresel olarak zararsız hidrotermal yöntemle sentezlenmiş ve oldukça saydam ve iletken bakır nanotel ağları (% 88 şeffaflık ve 20 ohm/sq levha direnci) sprey biriktirme yöntemi ile üretilmiştir. Nanotel yoğunluğu, tavlama sıcaklığı ve zamanı gibi optoelektronik performansı etkileyen parametreler detaylı olarak incelenmiştir. Bakır nanotel ağlarının biriktirilmesinden sonra, üretilen ağlar pasivasyon için BTA çözeltisi ile kaplanmıştır. Atmosferik ortamda ve şiddetli nem koşulları altında, pasifleştirilmiş elektrotların uzun süreli stabilitesi pasifleştirilmemiş kontrol örneklerine kıyasla sistematik olarak incelenmiştir. BTA'nın, atmosferik koşullar altında en az bir yıllık depolama için bakır nanoteller üzerinde oksit tabakası oluşumunu inhibe ettiği bulunmuştur. Aynı koşullarda, pasifleştirilmiş bakır nanotel ağlarının tabaka direncinde önemli bir değişiklik gözlenmemiştir (R / R0
Özet (Çeviri)
Among all scalably synthesized metal nanowires, silver nanowires are the most widely studied and the first commercialized nanowire type. On the other hand, copper nanowires (Cu NWs) are not far behind the silver nanowires and hold great promise due to their lower cost in combination with comparable electrical conductivity in the network form. However, oxidation is the prominent barrier in front of the large scale utilization of Cu NWs. It is well known that bulk copper itself is also prone to oxidation, and numerous methods have been proposed to increase its resistance against oxidation. Inspired from bulk copper, in this thesis, benzotriazole (BTA) was utilized as an organic corrosion inhibitor to enhance the stability of Cu NW networks. High aspect ratio Cu NWs were synthesized by an environmentally benign hydrothermal method and highly transparent and conducting Cu NW networks (20 ohm/sq sheet resistance with a transmittance of 88% at a wavelength of 550 nm) were fabricated through spray deposition. The parameters affecting optoelectronic performance such as nanowire density, annealing temperature and time were studied in detail. Subsequent to the deposition of Cu NW networks, they were spin coated with a solution of BTA for passivation. Long term stability of the passivated networks under ambient and severe humidity conditions were systematically studied in comparison to that of bare control samples. It was found that BTA inhibits the formation of an oxide layer on Cu NWs for at least one year of storage under ambient atmospheric conditions. No significant change in sheet resistance of passivated Cu NW networks was observed (R/R0 < 1.1). High humidity conditions accelerated the degradation of bare Cu NW networks and they became insulating after 2 days under 75% RH condition, while they became insulating after a day under 90% RH. On the other hand, initial sheet resistance of BTA passivated networks was maintained up to 10 days under 75% RH condition, while it was maintained for 7 days under 90% RH. Moreover, attenuated total reflectance infrared spectroscopy (ATR-IR) was used to monitor the thermal stability of BTA for the protection of Cu NW networks and BTA was found to be thermally stable up to 125 °C. All in all, this highly effective and simple strategy to improve the stability of Cu NW networks without deteriorating the optoelectronic performance will certainly open new avenues for their large scale utilization in various optoelectronic devices.
Benzer Tezler
- Ti3C2Tx MXene in transparent thin film heaters and iontronic pressure sensors
Şeffaf ince film ısıtıcılarda ve iyontronik basınç sensörlerinde Ti3C2Tx MXene
ÖYKÜ ÇETİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ YUSUF KELEŞTEMUR
- Flexible transparent conducting electrodes based on silver nanowire, graphene, and two-dimensional transition metal dichalgogenide
Gümüş nanotel, grafen, iki-boyutlu geçiş metal dikalkojenid esaslı esnek şeffaf iletken elektrodlar
NECİP AYHAN TERTEMİZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Bilim ve Teknolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFotonik Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SİNAN BALCI
- Hydrothermal method for doping of zinc oxide nanowires and fabrication of ultraviolet photodetectors
Çinko oksit nanotellerin hidrotermal yöntemle aşılanması ve ultravİyole fotodedektör üretimi
AYŞEGÜL AFAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAŞİT TURAN
YRD. DOÇ. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
- Bazı ikili yarı iletkenlerde kontak çalışmaları
Contact studies in the some binary semiconductors
BETÜL CEVİZ ŞAKAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Fizik ve Fizik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMET YILDIRIM
- Construction and measurement of frequency selective surfaces comprised of crossed dipoles on a dielectric sheet
Dielektrik plaka üzerine işlenmiş çarpı şeklindeki dipollerden oluşan frekans seçici yüzeylerin üretim ve ölçümleri
A.HAKAN SELÇUK
Yüksek Lisans
İngilizce
1993
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUNCAY EGE