Geçiş ve nadir toprak elementleri katkılı bir boyutlu ZnO nanoyapılarının kristalografik, morfolojik, optik ve manyetik karakterizasyonu
Crystallographic, morphological, optical and magnetic characterization of transition metal and rare earth elements doped one dimensional ZnO nanostructures
- Tez No: 636343
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖZGÜR ÖZTÜRK, PROF. DR. LÜTFİ ARDA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kastamonu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 235
Özet
Bir boyutlu ZnO yarıiletken yapılar nanoçubuk formunda cam altlık üzerine hidrotermal yöntem ile üretildi. Üretilen tüm numunelerin kristal yapıları, elemental dağılımları, morfolojik özellikleri, optik ve manyetik davranışları XRD, SEM, EDX, AFM, UV-Vis spektrofotometresi, fotolüminesans spektrofotometresi ve VSM ile karakterize edildi. Hidrotermal sentez süresi ve sıcaklığı gibi kritik üretim parametrelerinin katkısız ZnO nanoçubuklar üzerine etkisi detaylı bir şekilde incelendi. Farklı sentez sürelerinde (2, 3, 4 ve 5 saat) ve sıcaklıklarında (70, 90, 120, 150 oC) ZnO nanoçubuklar sentezlendi. 70 oC hariç tüm süre ve sıcaklarda ZnO nanoçubuklar başarılı bir şekilde cam altlığa dik olarak büyütüldü. 70 oC sıcaklık değerinin ZnO nanoçubuk sentezi için uygun reaksiyon koşulları oluşturmadığı sonucuna varıldı. Ayrıca sentez süresinin ve sıcaklığının ZnO nanoçubukların hem yapısal hem de optik özellikleri üzerinde kaydadeğer bir etkisi olduğu saptandı. Buradan yola çıkarak üretim parametrelerini değiştirmek suretiyle nanoçubukların çap, uzunluk, şekil gibi morfolojik özelliklerinin yanında geçirgenlik, bant aralığı gibi optik özelliklerinin de ayarlanabileceği görüldü. 90 oC 3 saatte üretilen ZnO nanoçubuklara geçiş metali olarak Fe ve nadir toprak elementi olarak Nd ve Eu katkısı gerçekleştirildi. Katkılama sonucu Zn1-xFexO, Zn1-xEuxO, Zn1-xNdxO (x= 0,01; 0,03; 0,05 ve 0,07) serileri elde edildi. Elde edilen numunelerin X-ışını kırınım desenlerinde herhangi bir ikincil faza rastlanılmaması tüm katkı elementlerinin başarılı bir şekilde ZnO kristal yapısına yerleştiğini gösterdi. Katkı ile birlikte ZnO nanoçubukların yapısal ve optik özelliklerinde gelişme gözlendi. Katkısız ZnO oda sıcaklığında diamanyetik davranış sergilerken katkı ile birlikte tüm numunelerde oda sıcaklığında ferromanyetizma davranışı elde edilmiştir. Buradan Fe, Nd ve Eu katkılı ZnO nanoçubukların spintronik uygulamalar için uygun birer aday olabileceği sonucuna ulaşılabilir.
Özet (Çeviri)
Nanorods as one-dimensional ZnO semiconductor structures were produced via hydrothermal method. Crystal structure, elemental distribution, morphological properties, optical and magnetic behavior of all samples were characterized by XRD, SEM, EDX, AFM, UV-Vis spectrophotometer, fluorescence spectrophotometer and VSM. The effects of crucial production parameters such as hydrothermal synthesis time and temperature on the undoped ZnO nanorods were investigated in detail. ZnO nanorods were synthesized at different synthesis times (2, 3, 4 and 5 hours) and temperatures (70, 90, 120, 150 oC). ZnO nanorods were successfully grown perpendicular to the glass substrate. Nevertheless, at the temperature of 70 oC, no crystal growth was observed. It is concluded that the temperature of 70 oC could not provide the appropriate reaction conditions for ZnO nanorod synthesis. In addition, it was found that the synthesis time and temperature has a significant effect on both structural and optical properties of ZnO nanorods. From this point of view, by changing the production parameters, it was seen that the nanorods' morphological properties including diameter, length and shape could be adjusted as well as the optical properties including transmittance and band gap. Fe as transition metal, Nd and Eu as earth elements were doped to ZnO. The samples of Zn1-xFexO, Zn1-xEuxO, Zn1-xNdxO (x= 0,01; 0,03; 0,05 ve 0,07) were obtained. The absence of any secondary phase in X-ray diffraction patterns showed that all the doping elements were successfully incorporated into ZnO crystal structure. An improvement was observed in the structural and optical properties of doped ZnO nanorods. While ZnO exhibited diamagnetic behavior at room temperature, all the doped samples exhibited ferromagnetic behavior. Here, it can be concluded that Fe, Nd and Eu doped ZnO nanorods can be suitable candidates for spintronic applications.
Benzer Tezler
- Hidrotermal yöntem ile üretilen nikel (Nİ) ve gadolinyum (GD) katkılı zno nanoçubuk ince filmlerin karakterizasyonu
Characterization of nickel (Nİ) and gadolinium (GD) doped zno nanorod thin films produced by hydrothermal method
TURGAY SEYDİOĞLU
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKastamonu ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR ÖZTÜRK
- Yeni nesil Si3N4:ZnO fotodiyotların üretimi ve elektro-optik karakterizasyonu
Manufacturing of novel Si3N4:ZnO photodiodes and their electro-optical characterisation
ERHAN İBRAHİMOĞLU
Doktora
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAFER TATLI
PROF. DR. FATİH ÇALIŞKAN
- The effect of erbium ion concentration on structural and optical properties of ZnSe quantum dot doped SiO2 glass
ZnSe kuantum noktası katkılı SiO2 camların yapısal ve optik özelliklerine erbium iyon konsantrasyonunun etkisi
OLGUN ERGÜZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖNÜL ÖZEN
- Demir bazlı seramik süperiletkenlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Characterization and preparation of iron based ceramic superconductors
ADİL GÜLER
Doktora
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZDEMİR
PROF. DR. YILDIRHAN ÖNER
- Production, characterization and electrochemical sensor applications of metal oxide nanostructure
Metal oksit nanoyapıların üretimi, karakterizasyonu ve elektrokimyasal sensör uygulamaları
TÜLAY KOÇ DELİCE
Doktora
İngilizce
2024
11111Dokuz Eylül ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NECMİYE FUNDA AK AZEM