Geri Dön

İşlevselleştirilmiş perovskitlerin deneysel ve teorik olarak incelenmesi

Experimental and theoretical investigation of functionalized perovskites

PDF İndir

  1. Tez No: 630879
  2. Yazar: SERCAN ÖZEN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HASAN ŞAHİN, DOÇ. DR. SİNAN BALCI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilim ve Teknoloji, Enerji, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Science and Technology, Energy, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fotonik Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 86

Özet

Son on yıl, sezyum kurşun halojenür perovskitlere (Cs-LHP'ler) olan ilgideki hızlı artışa ve optoelektronik ve fotovoltaiklerdeki aygıtlardaki başarılı uygulamalarına tanık oldu. Bu yapılara olan ilginin artmasının nedeni sahip oldukarı ayarlanabilir enerji bant aralığı, yapı ve faz çeşitliliği, yüksek fotolüminesans kuantum verimliliği, sentez kolaylığı, yüksek taşıyıcı devingenliği ve geniş emilim aralıkları gibi sıradı¸sı özelliklerdir. Perovskitlerin özelliklerinde ortaya çıkan temel bulguların ötesine geçme arzusuyla, sonraki çalışmalar, perovskitlerin fonksiyonelleştirilmesine odaklanmıştır. Bu tez çalışması, katkılama işlemi ve boyutsal modifikasyonlar ile sezyum kurşun halojenür perovskitlerin fonksiyonelleştirilmesine odaklanmıştır. İlk olarak, Cr3+ ve Gd3+ atomlarının Cs-ILHP'ler üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Katkılama işlemi, fotolümünesans spektrumunda ekstra sinyallere neden olmaktadır. Bu ekstra sinyallerin kökenini deneysel ölçümler ve teorik hesaplamalar ile açıklanmıştır. Bu sinyallerin yoğunluklarında zaman içerisinde meydane gelen değişimin sonucu olarak, beyaz ışık emilimi elde edildi. Öte yandan, Gd3+ atomunun sisteme eklenmsi ile CsPbI3 yapısının kararlılığı arttırılmıştır. Katkılanmamış perovskitlerin özelliklerini ve katkılama işleminin sonucunda ortaya çıkan değişiklikleri anlamak için yoğunluk fonksiyoneli teorisine dayalı hesaplamalar gerçekleştirildi. Ayrıca, Cs-LHP'lerin karakteristik özelliklerinde boyutsal indirgemye bağlı olarak meydana gelen değişimleri araştırdık. Elektrospreyleme yöntemi ile, perovskit sentezi ve kaplama işlemlerini tek aşamaya indirgenmiştir. Elektrospreyleme yöntemi ile iki boyutlu CsPbBr3 perovskit nano levhalar sentezlenmiştir. Kalınlık modifikasyonlarıyla, nano levhalanrın emisyon dalgaboyları ayarlanabilir hale getirilmiştir. Son olarak, boyutsal modifikasyonların CsPbI3 kristalinin yapısal, elektronik ve titreşimsel özelliklerinde meydana getirdiği değişiklikler, yoğunluk fonksiyoneli teorisi bazlı hesaplamalar ile incelenmiştir. Olası iki ultra-ince yapının dinamik olarak kararlı olduğu fonon hesaplamaları ile ortaya konmuştur. Boyutsal indirgemeye bağlı olarak meydana gelen bant aralığı enerji değerindeki artış elektronik bant dağılımları ile gösterilmiştir.

Özet (Çeviri)

The last decade witnessed the rapid increase in the interest of the cesium lead halide perovskites (Cs-LHPs) and their successful applications in optoelectronic devices and photovoltaics. Increasing interest in perovskites arises from their extraordinary features such as having a tunable bandgap, variety in the crystal structure and phases, high photoluminescence quantum yield, ease of synthesis, and wide range absorption spectrum. Desiring to go beyond the emerging findings, subsequent studies have focused on the functionalization of perovskite nanocrystals (PNCs) by dimensional modifications and doping. This thesis study focuses on the modification of characteristics of Cs-LHPs by doping scenarios and dimensional reduction. Firstly, we reveal the modifications originated from the intercalation of Cr+3 and Gd+3 dopants into the Cs-LHP crystal structures. Cr+3 doping process is performed by using room temperature anti-solvent crystallization method. It is observed that the doping process leads to the emergence of distinctive signals in the PL spectrum. We clarify the origin of each additional PL peaks by experimental measurements and theoretical calculations. Additionally, white light emission is also achieved by the Cr3+ doping process. On the other hand, by using the hot-injection method, we synthesized neat and Gd+3 doped α-CsPbI3 NCs. The stability of α-CsPbI3 NCs is increased by the intercalation of Gd3+ ions into the host lattice. Also, enhancement of PLQY and lifetime is achieved by Gd3+ doping. Besides, to understand the dopant-induced modifications in the electronic and optical characteristics of perovskites, we also performed ab-initio density functional theory (DFT) calculations. In addition, we study how the characteristic properties of Cs-LHPs are modified upon dimensional reduction. By introducing the electrospraying method we reduced the synthesis and coating processes into a single step. Two-dimensional perovskite nanoplatelets were synthesized by electrospraying. We tuned the emission wavelengths of nanoplatelets in the range of 100 nm by thickness modifications. Lastly, by using DFT, we investigated the effect of thickness-dependent modifications on the structural, electronic, and vibrational properties of the orthorhombic CsPbI3 structure. Phonon calculations show that two ultra-thin forms of bulk CsPbI3 are dynamically stable. Also, the increase in the bandgap energy of the CsPbI3 structure by a decrease in thickness is revealed by electronic band dispersion calculations.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    392428

    Functionalized magnetic nanoparticles

    İşlevselleştirilmiş manyetik nanoparçacıklar

    AYŞE DEMİR KORKMAZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    KimyaFatih Üniversitesi

    Kimya Bölümü

    PROF. DR. ABDULHADİ BAYKAL

    DOÇ. DR. HÜSEYİN KAVAS

  2. Tez No

    730945

    Supercapacitors based on functionalized carbon materials

    İşlevselleştirilmiş karbon malzeme temelli süperkapasitörler

    AYŞE SALİHA KORKUT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Kimya MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ BETÜL URALCAN

  3. Tez No

    305726

    Production of epoxide functionalized boehmite nanoparticles and their use in epoxide nanocomposites

    Epoksi işlevselleştirilmiş böhmit nanoparçacikların üretilmesi ve epoksi polimer kompozitlerde kullanımı

    ANİSA CONİKU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Bölümü

    PROF. DR. GÜNGÖR GÜNDÜZ

    YRD. DOÇ. DR. BORA MAVİŞ

  4. Tez No

    767825

    Electrochemical investigations on functionalized 2D graphene, molybdenum disulfide, and nickel sulfide

    2 boyutlu işlevselleştirilmiş grafen, molibden disülfit, ve nikel sülfit üzerinde elektrokimyasal araştırmalar

    NAVID SOLATI ESKANDAR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    KimyaKoç Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SARP KAYA

  5. Tez No

    346087

    Yağ asitleriyle işlevselleştirilmiş böhmit ve alümina parçacıkların alkit reçinelerin çizilme direnci üzerine etkisi

    Effect of boehmite and alumina particles functionalized with fatty acids on the scratch resistance of alkyd resins

    İDİL ÖĞRETİM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Makine MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BORA MAVİŞ

Geri Dön