Geri Dön

Katkılama ile polimerlerde elektriksel iletkenliğin araştırılması

Investigation of electrical conductivity in polymers by doping

  1. Tez No: 631672
  2. Yazar: EBRU İDMAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. OSMAN YILDIRIM
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Arel Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 191

Özet

Silisyum temelli yarı iletken devre elemanlarının ve güneş panel sistemlerinin, sıcaklığa dayanıklılık konusunda yetersiz kalması ve çevre kirliliğine yol açması, alternatif polimer yapıların araştırılmasını önemli hale getirmiştir. Bu tez çalışmasında, başlangıçta yalıtkan özellik gösteren pernigranilin molekülünün, hem gaz hem de katı fazda katkılama ile elektriksel iletkenlik özelliklerinin nasıl değiştiği incelenmiştir. Gaz fazında ORCA yazılımı, katı fazda ise Quantum Espresso yazılımı kullanılarak, katkılanmamış ve çeşitli moleküllerle katkılanmış pernigranilin yapılarının bant aralığı (EGAP) hesaplamaları gerçekleştirilmiştir. Gaz fazında yapılan hesaplamalarda, katkılama yapılmamış pernigranilinin bant aralığı 2,459 eV olarak bulunmuştur. NH3 ile katkılama sonrası bant aralığı 2,433 eV'a düşerken, NO ile katkılama sonrasında bant aralığı 0,623 eV'a inmiş ve molekülün yarı iletken özellikleri belirgin şekilde artmıştır. HCl ile yapılan katkılama sonucu ise bant aralığı 1,792 eV'a düşmüştür. Katı fazda yapılan hesaplamalarda ise katkılama yapılmamış pernigranilinin bant aralığı 1,1598 eV olarak belirlenmiştir. NO ile katkılama sonrasında bant aralığı 0,8432 eV'a düşerken, CO ile katkılama sonucu bant aralığı 2,2186 eV'a, NH3 ile katkılama sonucu ise 2,2449 eV'a yükselmiştir. Bu sonuçlar, özellikle NO katkılamasının hem gaz hem de katı fazda pernigranilinin yarı iletken özelliklerini önemli ölçüde artırdığını göstermektedir. Katkılama ile pernigranilinin hem gaz hem de katı fazda yarı iletken hale gelmesi, yeni bir polimer tabanlı yarı iletken teknolojisinin geliştirilmesine olanak sağlamaktadır. Bu bulgular, silisyum temelli yarı iletkenlerin yerine polimer bazlı yarı iletkenlerin kullanılabileceğini ve bu yeni teknolojinin geniş bir uygulama alanı bulabileceğini göstermektedir.

Özet (Çeviri)

The insufficient thermal resistance of silicon-based semiconductor circuit elements and solar panel systems, along with their contribution to environmental pollution, has highlighted the importance of researching alternative polymer structures. In this thesis, the changes in the electrical conductivity properties of the pernigraniline molecule, which initially exhibits insulating characteristics, were investigated under doping in both gas and solid phases. Band gap (EGAP) calculations for undoped and variously doped structures of pernigraniline were performed using the ORCA software in the gas phase and the Quantum Espresso software in the solid phase. In the gas phase calculations, the band gap of undoped pernigraniline was found to be 2.459 eV. After doping with NH3, the band gap decreased slightly to 2.433 eV, while doping with NO resulted in a significant decrease to 0.623 eV, greatly enhancing the molecule's semiconductor properties. Doping with HCl further reduced the band gap to 1.792 eV. In the solid phase calculations, the band gap of undoped pernigraniline was determined to be 1.1598 eV. After doping with NO, the band gap decreased to 0.8432 eV, whereas doping with CO increased the band gap to 2.2186 eV, and doping with NH3 increased it to 2.2449 eV. These results particularly indicate that NO doping significantly enhances the semiconductor properties of pernigraniline in both gas and solid phases. The transformation of pernigraniline into a semiconductor in both gas and solid phases through doping paves the way for the development of a new polymer-based semiconductor technology. These findings suggest that polymer-based semiconductors could replace silicon-based semiconductors and that this new technology could find widespread applications.

Benzer Tezler

  1. Production of carbon based conductive nanocomposite coatings and investigation of their potential applications

    Karbon içerikli iletken polimer nanokompozit kaplamaların üretimi ve potansiyel uygulamalarının araştırılması

    METİN YURDDAŞKAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Metalurji MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERDAL ÇELİK

  2. DAN(nlo) molekül katkılı yalıtkan ve iletken polimerlerin elektriksel ve optiksel özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of electrical and optical properties of DAN(nlo) molecule doped amorphous and conductive polymer

    SELÇUK ARIKAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Fizik ve Fizik MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. YUSUF KARAKUŞ

  3. Fabrication and characterization of P3HT-WO3 hybrid thin films and device applications

    P3HT-WO3 hibrit ince filmlerin üretimi, karakterizasyonu ve cihaz uygulamaları

    FATMA BEYZA YEDİKARDEŞ ER

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ESRA ZAYİM

    PROF. DR. MUSTAFA ALTUN

  4. Electrospun polyacrylonitrile based composite nanofibers containing polyindole and graphene oxide

    Poliindol ve grafen oksit içeren poliakrilonitril tabanlı kompozit nanofiberler

    İLKNUR BOZKAYA GERGİN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ

  5. Grafen nanoplatelet, nano gadolinyum oksit ve mikro silika jel katkılı epoksi kompozitlerin elektromanyetik kalkanlama ve akustik özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of electromagnetic shielding and acoustic properties of graphene nanoplatelet, nano gadolinium oxide and micro silica gel filled epoxy composites

    İSMAİL MELİK TAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEVGİ BAYARI