Samarium and thulium doped luminescent glass-based LEDs in indoor agriculture applications and their effects on plant growth
Samaryum ve tulyum katkılı lüminesan cam bazlı LED'lerin iç mekan tarım uygulamalarında kullanımları ve bitki gelişimine etkileri
- Tez No: 824475
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALİ ERÇİN ERSUNDU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 93
Özet
Bu çalışma, mavi ve kırmızı ışık yayan renk dönüştürücü özelliklere sahip, dolayısıyla da fotosentez oranının ve hasat pigmentlerine ulaşan aktif radyasyon yoğunluğunun artmasına neden olan Sm3+ ve Tm3+ katkılı lüminesan camlara dayanan yeni bir bitki yetiştirme LED'inin geliştirilmesini amaçlamakta ve bu yolla iklim değişikliği ve tarım arazilerinin tahrip edilmesi sonucu ket vurulan sürdürülebilir ve verimli tarım uygulamalarına çözüm aramaktadır. Geliştirilen LED, 454 ila 648 nm arasında değişen fotolüminesans (PL) tepe konumları sergilemekte, klorofil a ve klorofil b'nin emilim bölgelerinin sırasıyla %50 ve %39'unu spektral olarak kapsayarak %56 gibi etkileyici bir fotolüminesans kuantum verimi (PLQY) sağlamaktadır. Ayrıca, çalışma sonucunda geliştirilen bitki yetiştirme LED'i, sıcaklık döngülerinden ve uzun çalışma sürelerinden etkilenmeden sağlam bir performans sergilemektedir. Aynı çevresel koşullar altındaki Roman marulları kullanılarak, piyasada bulunan bitki yetiştirme LED'i ile geliştirilen LED arasında karşılaştırmalı bir çalışma yapılmış, ve tasarlanan LED'in; bitki boyu, ağırlığı, yaprak sayısı ve gelişmiş klorofil a, klorofil b ve karotenoid içeriği seviyeleri dahil olmak üzere bitki büyüme özelliklerinde önemli gelişmeler gösterdiği, bitki kök çapının ve sürgün-kök oranının piyasada bulunan bitki yetiştirme LED'ine kıyasla azaldığı görülmüştür. Bu makale ayrıca Sm3+ ve Tm3+ katkılı lüminesans cam tabanlı bitki yetiştirme LED'inin performansını, PLQY, PL konumu ve bitki yetiştirme koşullarının etkisini araştırarak, farklı lüminesans malzemeler kullanan diğer rapor edilmiş bitki büyüme LED tasarımlarıyla karşılaştırmaktadır. Sonuçlar, geliştirilen LED sisteminin iç mekan bahçeciliği için daha verimli ve sürdürülebilir bir aydınlatma yolu sunduğunu ve hızla çoğalan dünya nüfusunun artan gıda taleplerini karşılamak için önemli etkileri olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This study addresses the challenges of sustainable and productive agricultural practices facing climate change and the destruction of agricultural land. For this purpose, the development of a new plant-growth LED based on Sm3+ and Tm3+ added phosphorus glasses with blue and red-lighting color conversion properties is offered. This LED aims to increase the growth rate of plants by increasing the rate of photosynthesis and the intensity of photosynthetically active radiation reaching crop pigments. A remarkable 56% photoluminescence quantum yield (PLQY) is produced by the designed LED, which has photoluminescence (PL) peak positions between 454 and 648 nm and spectrum coverage of 50% and 39% of the chlorophyll a and b absorption areas, respectively. Additionally, the developed plant growth LED has outstanding qualities, remaining unaffected by temperature changes and prolonged operating times. The designed LED exhibits notable improvements in plant growth characteristics, including increased plant height, weight, number of leaves, and enhanced levels of chlorophyll a, chlorophyll b, and carotenoid content, while the root diameter is decreased, and the shoot-to-root ratio is diminished in comparison to the commercially available plant growth LED. The performance of a Sm3+ and Tm3+ co-doped luminescent glass-based plant growth LED is also compared to that of other published plant growth LED designs that use various luminescent materials, while also examining the effects of PLQY, PL location, and plant growing circumstances. The findings imply that the developed LED system provides a more effective and environmentally friendly method of lighting for indoor horticulture and has important implications for supplying the rising global population's expanding want for food.
Benzer Tezler
- Samaryum ve tulyum katkılı çinko borat fosforlarının lüminesans özelliklerinin incelenmesi ve termolüminesans dozimetresi olarak kullanılabilirliğinin araştırılması
Investigation of luminescence properties and investigation of usability as a thermoluminescence dosimeter of samarium and tulium doped zinc borate phosphores
KENAN BULCAR
Doktora
Türkçe
2020
Fizik ve Fizik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA TOPAKSU
DOÇ. DR. NİL KÜÇÜK
- Nadir toprak element oksitlerinden ergimiş tuz elektrolizi yöntemiyle nadir toprak elementlerinin sentezi
Synthesis of rare earth elements from rare earth oxides by molten salt electrolysis
OSMAN CAN ÖZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERVET İBRAHİM TİMUR
- Eskişehir Beylikova bastnazit kompleks cevherinin karakterizasyonu ve farklı kalsinasyon koşullarının solvoliç verimine etkisinin incelenmesi
Characterization of Eskisehir Beylikova bastnasite complex ore and the effect of different calcination conditions on solvoleach efficiency
ÇİSEM ÇELİK KURTULAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ŞEREF SÖNMEZ
- Investigations of the stabilities and thermodynamics of 1:1 and 1:2 complexes of Nd(III), Sm(III) and Gd(III) ions with 6-aminopurine in aqueous solution by potentiometric method
Sulu çözeltide Nd(III), Sm(III) ve Gd(III) iyonları ile 6-aminopürinin 1:1 ve 1:2 komplekslerinin kararlılığının ve termodinamiğinin potansiyometrik yöntemle incelenmesi
FATMA GÜNDÜZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
KimyaEge ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SEVGİ ARZIK
YRD. DOÇ. DR. A. SEDAT ÇELEBİ
- Determination of gamma radiation attenuation behaviors of additive thin films
Katkılı ince filmlerin gama radyasyon zayıflatma davranışlarının belirlenmesi
ALİ SÜT
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiHarran ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET KOŞAL
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET MURAT YAŞAR