Comparison of donor-acceptor-donor type conjugated systems with cross-exchange of donor units
Verici-alıcı-verici tipi konjuge sistemlerin verici birimlerinin çapraz değişimi ile karşılaştırılması
- Tez No: 651939
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET MUHTAR ÖNAL, DOÇ. DR. EMİNE GÜL CANSU ERGÜN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 74
Özet
Bu tez çalışmasında, bir dizi yeni verici-alıcı-verici tipi monomer sentezlenmiştir. Bu amaçla, alıcı birim olarak benzotiadiazol (B) kullanılmış ve verici birimlerin çapraz değişiminin monomerlerin opto-elektronik özellikleri üzerindeki etkisini anlamak için karbazol (C) ve tiyofen (T) üniteleri B ünitesiyle hem simetrik (CBC ve CTBTC) hem de asimetrik (CBT) şekilde birleştirilmiştir. Sentezlenen monomerler Nükleer Manyetik Rezonans (NMR) ve Yüksek Çözünürlüklü Kütle (HRMS) spektroskopisi kullanılarak karakterize edilmiştir. Monomerlerin optik özellikleri UV-görünür ve floresan spektroskopisi kullanılarak, elektrokimyasal davranışları ise Döngüsel ve Diferansiyel Darbe Voltametrisi kullanılarak incelenmiştir. CBC monomerindeki simetrik karbazol birimlerinden birinin tiyofen birimi ile değiştirilmesi, optik absorpsiyonda yaklaşık 8 nm kırmızı kayma ile sonuçlanmıştır. Monomer yapısında simetrik olarak hem karbazol hem de tiyofen birimlerine sahip olmak, konjugasyonu arttırmış ve optik absorpsiyonda yaklaşık 70 nm kırmızı kayma gözlemlenmesine sebep olmuştur. Karakterizasyonlarından sonra, monomerler elektrokimyasal olarak polimerleştirilmiş ve verici birimlerinin simetrik (D-A-D tipi) ve simetrik olmayan (D-A-D' tipi) kombinasyonunun etkisini araştırmak için elde edilen polimerlerin optik ve elektrokimyasal özellikleri de incelenmiştir. CBT ve CTBTC monomerlerinin polimerizasyonu başarıyla gerçekleştirilmiş ve PCTBTC'nin multikromik davranış göstertiği gözlemlenmiştir, ancak stabilitesi PCBT'nin stabilitesinden daha düşük olarak bulunmuştur. PCBT'nin yüzde geçirgenlik değeri 530 nm'de %12 olarak ölçülmüş ve tam kontrastın % 95'inde anahtarlama süresi 3 saniye olarak hesaplanmıştır. PCTBTC için ise 576 nm'de geçirgenlik yüzdesi ve anahtarlama süresi sırasıyla %8 ve 4,2 sn olarak bulunmuştur. PCTBTC'nin en düşük optik bant aralığı değerine sahip olduğu gözlemlenmiş ve bu değer 1.44 eV olarak hesaplanmıştır. PCBT için ise optik bant aralığı 1.81 eV olarak hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, a series of new donor-acceptor donor type monomers were synthesized. For this purpose, benzothiadiazole (B) was used as the acceptor unit. Donor units, carbazole (C) and thiophene (T), were combined to B unit both symmetrically (CBC and CTBTC) and unsymmetrically (CBT) to understand the effect of cross exchange of donor units on the opto-electronic properties of monomers. The monomers were characterized using Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and High-Resolution Mass (HRMS) spectroscopies. Optical properties of monomers were investigated by using UV-visible and fluorescence spectroscopy. Replacing one of the symmetrical carbazole units in CBC monomer with thiophene unit results in about 8 nm red shift in optical absorption. Having both carbazole and thiophene units symmetrically in the monomer structure increases the conjugation and exhibits about 70 nm red shift in the optical absorption. On the other, electrochemical behaviour of monomers were investigated utilizing cyclic and differential pulse voltammetry techniques. As a result of these studies, CTBTC monomer was found to have the lowest oxidation potential and it has the lowest band gap energy (both optical and electronic) due to increased conjugation. After their characterization, monomers were polymerized electrochemically and properties of polymers were also investigated to understand the effect of symmetrical (D-A-D type) and unsymmetrical (D-A-D' type) combination of donor units. Polymerization of CBT and CTBTC monomers was successfully achieved, and PCTBTC shows multichromic behavior however, its stability was lower than the stability of PCBT. The percent transmittance value of PCBT was measured as 12% at 530 nm and the switching time was calculated as 3 s at 95% of the full contrast. For PCTBTC, on the other hand, at 576 nm, percent transmittance and the switching time was found as 8% and 4.2 s, respectively. It was observed that PCTBTC has the lowest optical band gap value and this value was calculated as 1.44 eV. For PCBT, the optical band gap was calculated as 1.81 eV.
Benzer Tezler
- Investigation on donor, acceptor and substituent effect on phthalimide and thieno[3,4-c]pyrrole-4,6-dione based donor-acceptor-donor type monomers and polymers
Verici, alıcı ve sübstitüent grupların ftalimid ve tiyeno[3,4-c]pirol-4,6-dion esaslı verici-alıcı-verici düzenindeki monomerler ve polimerler üzerindeki etkisinin araştırılması
DENİZ ÇAKAL
Doktora
İngilizce
2021
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET MUHTAR ÖNAL
PROF. DR. ATİLLA CİHANER
- 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
2024
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ZAYİM
PROF. DR. MUSTAFA ALTUN
- Organik tabanlı güneş pili üretimi ve karakterizasyonu
Organik tabanli güneş pili üretimi ve karakterizasyonu
SAEEDULLAH SAJJAD
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ALTINDAL
- Çinko oksit (ZnO) nanoyapıların organik güneş pillerinde uygulaması
Organic solar cells on ZnO nanostructures
FARUK BALLIPINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİGEN KADIRGAN
- Development of carbazole based donor acceptor typed fluorescent materials for oled applications
Oled uygulamalarında kullanılmak üzere karbazol esaslı donör akseptör tip floresans malzemelerin geliştirilmesi
GÜLÇİN NALBANTOĞLU