Geri Dön

Atomik katman biriktirme (ALD) yöntemi ile kaplanan alüminat sisteminde ışıldar malzemelerin fotolüminesans ve mekanolüminesans özelliklerinin araştırılması

The investigation of photoluminescent and mechanoluminescent properties of aluminate-based phosphorescence materials encapsulated with atomic layer deposition (ALD) method

  1. Tez No: 609822
  2. Yazar: ERKUL KARACAOĞLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MESUT UYANER, DOÇ. DR. ESRA ÖZTÜRK
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Seramik Mühendisliği, Ceramic Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Selçuk Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 180

Özet

Alüminat esaslı, uzun süre ışıma yapan fosfor (ya da ışıldar) malzemeler üzerinde yoğunlukla çalışılmış ve hala potansiyel olarak birçok araştırma konusuna dahil edilmektedirler. Bu tez çalışmasında da Eu+2 aktivatör (ya da ışıma merkezi) olmak üzere; nadir toprak iyonları ile katkılanan stronsiyum, baryum, kalsiyum ve çinko alüminat ışıldarları güçlü ve uzun süreli ışıma, geniş band aralıkta uyarma (250 nm-500/550 nm) gibi özelliklerinden dolayı tercih edilmişlerdir. Sr1-x-yAl2O4:xEu+2, yDy+3 (x=0.003; y=0.006), Ba1-x-yAl2O4:xEu+2, yDy+3 (x=0.008; y=0.008), Ca1-x-yAl2O4:xEu+2, yNd+3 (x=0.004; y=0.004), Zn1-xAl2O4:xEu+2 (x=0.008) ve Sr4-x-yAl14O25:xEu+2, yDy+3 (x=0.005; y=0.015) kompozisyonlarında hazırlanan bu ışıldar malzemeler, katı hal tepkimesi yöntemi ile üretilmişlerdir. Bu malzemelere ait konut kristaller tek fazlı olarak indislenmiş; Eu+2 ışıma merkezli her bir konut kristalde farklı uyarma/ışıma spektrumları belirlenmiştir. Yapılan çalışmalardan alüminat ışıldarların genellikle neme ve suya karşı hassas olduğu bilinmektedir. Tez çalışmaları kapsamında üretilen her ışıldar toz için suda bekletme deneyleri yapılarak yapısal kararlılıkları ve ışıma özellikleri detaylı bir şekilde incelenmiştir. Bu kapsamda yalnızca ZnAl2O4 konut kristalli ışıldar tozlar yapısal kararlılık göstererek ve ışımalarında belirgin kayıp olmaksızın su içerisinde 30 güne kadar bozunmadan kalabilmişlerdir. BaAl2O4, CaAl2O4, SrAl2O4 ve Sr4Al14O25 konut kristalli ışıldarlar ise her biri farklı zaman aralıklarında bozunmalarını tamamlamış, ışıma karakteristikleri ile yapısal bozunma arasındaki doğru orantılı ilişkiye dikkat çekilmiştir. Suya karşı hassasiyeti belirlenen bu ışıldarlar arasından SrAl2O4:Eu+2, Dy+3 ışıldar tozlar atomik katman biriktirme (ALD) yöntemi ile kaplamak üzere seçilmiştir. Işıldar taneciklerin kaplama öncesi ve sonrası morfolojileri, yüzey yapıları, yüzey element bileşimleri, suya dayanım ve fotolüminesans spektrumları detaylı bir şekilde incelenmiştir. Deneysel sonuçlar göstermiştir ki bu taneciklerin yüzeyleri amorf Al2O3 ve amorf TiO2 nano-katmanla başarılı bir şekilde kaplanmıştır. Daha sonra kaplı taneciklere de suda bekletme deneyleri yapılmış; bu malzemelerin suya karşı dayanım kazandığı belirlenmiştir. Son olarak, yine SrAl2O4:Eu+2, Dy+3 ışıldar tozlar epoksi reçine ile ağırlıkça % 0.5, % 1 ve % 2 olacak şekilde karıştırılarak çekme testleri yapılmıştır. Bu test ile bu tür ışıldarların bilinen mekanolüminesans özelliklerini test ederek, potansiyel uygulama alanları ile ilgili önermelerde bulunmak amaçlanmıştır.

Özet (Çeviri)

Aluminate-based, long-lasting phosphors (or luminescent) materials have been extensively studied and are still potentially involved in many research topics. In this thesis Eu2+ activator (or emission center) doped strontium, barium, calcium and zinc aluminate phosphors and co-doped with rare earth ions have been preferred because of their strong and long-lasting emission and wide band excitation (250 nm-500/550 nm). The photoluminescent materials prepared in Sr1-x-yAl2O4:xEu2+, yDy3+ (x=0.003; y=0.006), Ba1-x-yAl2O4:xEu2+, yDy3+ (x=0.008; y=0.008), Ca1-x-yAl2O4:xEu2+, yNd3+ (x=0.004; y=0.004), Zn1-xAl2O4:xEu2+ (x=0.008) and Sr4-x-yAl14O25:xEu2+, yDy3+ (x=0.005; y=0.015) compositions have been successfully produced by solid state reaction method. The host structures belonging to these materials are indexed as single phase; individual excitation/emission spectra were determined in each host crystal to which Eu+2 was doped. It is well-known from the studies that aluminate phosphors are generally sensitive to moisture and aqueous environment. For each phosphor powder produced within the scope of thesis studies, aqueous stability tests, structural stability and photoluminescent properties were examined in detail. In this context, only ZnAl2O4 host-based phosphor powders were able to soak in the water for up to 30 days without degradation by showing structural stability and without significant loss of emission intensities. BaAl2O4, CaAl2O4, SrAl2O4 and Sr4Al14O25 hosts-based phosphors degraded at different time intervals, and the direct proportional relationship between emission characteristics and structural degradation has been pointed out. Among these phosphors those sensitivity to the aqueous environment is determined, SrAl2O4:Eu2+, Dy3+ phosphor powders were selected for coating by atomic layer deposition (ALD) method. The morphology, surface structures, surface element compositions, water resistance and photoluminescence spectra of the phosphor powders were examined in detail. Experimental results showed that strontium aluminate phosphor particle surfaces were successfully coated with both amorphous Al2O3 and amorphous TiO2 nano-layers. Then, the coated particles were also kept in aqueous medium. These phosphor powder or pellet samples were found to be resistant to water. Finally, tensile tests were performed by mixing SrAl2O4:Eu2+, Dy3+ luminescent powders with epoxy resin in 0.5%, 1% and 2% by weight. The aim of this test is to test the known mechanoluminescence properties of such phosphors and to make suggestions about their potential application areas.

Benzer Tezler

  1. Antibakteriyel uygulamalar için pamuk kumaşlarda atomik katman biriktirme ile ag nanoparçacıkların fotodepozisyonu

    Photodeposition of AG nanoparticles on cotton fabrics enabled by atomic layer deposition for antibacterial applications

    BÜŞRA YILMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Mühendislik BilimleriBursa Uludağ Üniversitesi

    Biyomalzemeler Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HALİL İBRAHİM AKYILDIZ

  2. ALD yöntemi kullanılarak üretilmiş ZnO,TiO2 ve HfO2 ince film kaplamaların karakterizasyonu ve diyot özelliklerinin incelenmesi

    Characterizations and diode properties of ZnO, TiO2 and HfO2 thin films produced by ALD

    YAĞMUR ALTAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Metalurji MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAKAN ATEŞ

  3. HfO2 ince filmlerin atomik katman biriktirme tekniği ile büyütülmesi ve akım-iletim mekanizmalarının incelenmesi

    Deposition of HfO2 thin films by atomic layer deposition technique and investigation of current-transport mechanisms

    ABDULSAMED KAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Fizik ve Fizik MühendisliğiÇankırı Karatekin Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALİT ALTUNTAŞ

  4. Ditiyofen türevi polimerler ile üretilen organik güneş pillerinin optimizasyonu, karakterizasyon ve kararlılık çalışmaları

    Optimization, characterization and stability studies of dithiophene polymers based organic solar cells

    TÜLİN ATEŞ TÜRKMEN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YUSUF YERLİ

    DOÇ. DR. ELİF ALTÜRK PARLAK

  5. Novel materials for thin-film memory cells

    İnce-film bellek hücreleri için özgün malzemeler

    FURKAN ÇİMEN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. ALİ KEMAL OKYAY