Liquid-interface orientation-dictated self-assembly of colloidal semiconductor nanocrystals and its applications
Koloidal yarıiletken nanokristallerin sıvı-arayüzey yönlendirmeli öz-dizilimi ve uygulamaları
- Tez No: 829238
- Danışmanlar: PROF. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 92
Özet
Geçmişte, nanokristallerin (NK'ler) kendi kendine dizilmesi (öz-dizilim) için farklı yöntemler kullanılmıştır. Son zamanlarda, anizotropik NK'lerin dizilimi üzerindeki yönlendirme kontrolü, basit ama oldukça uygulanabilir bir teknik olan sıvı arayüzlü öz-dizilim kullanılarak elde edilmiştir. Burada, her katmandaki NK'ler üzerinde tercih ettiğimiz farklı yönlendirme kontrolü ile ¸cok katmanlı alternatif yönelimli NK filmleri birleştirmek için bu yöntemin uygulanmasının ilk açıklamasını öneriyor ve gösteriyoruz. Atomik seviyede düz olan bu anizotropik NK'ler, bir sınırlı boyuta sahip, hemen hemen iki boyutlu nanokristal sınıfına aittir. Olağanüstü derecede büyük soğurma kesitleri, son derece dar ışıma genişlikleri ve yapısal anizotropi sergileyen bu nanolevhalar (NL'ler), epitaksiyel olarak büyütülmü¸s kuantum kuyularınınkine benzer özelliklere sahiptir, aynı zamanda düşük maliyetli, ¸cözelti tabanlı sentez ve işlenebilirlik sunar. Bu anizotropi nedeniyle, nanolevhaların ışıması ¸coğunlukla düzlem içi geçiş dipol momentleri ile yönlüdür, bu da onları, biriktirilen filmleri üzerinde yön kontrol ü olan ¸ce¸sitli optoelektronik etkin ortamları için uygun hale getirir. Bunu başarmak için, nanolevha filmlerini tanımlanmış bir yönelimle bir araya getirdik ve bir dizi optoelektronik aygıt i¸cin etkin katmanlar olarak kullanılacak çözücünün buharla¸sma oranı ve alt faz se¸cimi dahil olmak üzere makroskobik parametreleri kullanarak yönlendirme kontrollerini başarıyla elde ettik. Nanolevhaların farklı çok katmanlı yapılarını deği¸sen yönelimlerle gösterdik. Tüm bu filmlerde ortaya çıkan yüzey pürüzlülüğü (Sq), ortalama 2 nm'den daha pürüzsüz olacak şekilde elde edildi. Yöntemimizin çok yönlülüğünü göstermek için bu öz-dizilim yöntemini, büyük altıgen nanolevhalar (yanal boyutlarda yakla¸sık 100 nm) ve kübik kuantum noktaları (her bir tarafta yaklaşık 15 nm) dahil olmak üzere farklı nanokristal sınıflarında uyguladık. Bu tezin bulguları yönelime dayalı özdizilim yaklaşımımızın, yapı taşları olarak bu yönlendirilmiş nanokristallerden yapılmış karmaşık koloidal yapıların inşa edilmesi için büyük umut vaat ettiğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Over the past, different techniques have been used for the self-assembly of nanocrystals (NCs). Recently, the orientation control over the assembly of anisotropic NCs has been achieved using liquid-interface self-assembly, which is a simple yet vastly applicable technique. Here, we propose and show the first account of the application of this method to assemble multi-layered alternating orientation NC films, with distinct orientation control of our choice over the NCs in each layer. Being laterally atomically flat, these anisotropic NCs belong to a class of quasi-two-dimensional nanocrystals with one confined dimension. Exhibiting extraordinarily large absorption cross-sections, ultra-narrow emission linewidths, and intrinsic structural anisotropy, these nanoplatelets (NPLs) possess characteristics comparable to those of epitaxially grown quantum wells, though while offering low-cost solution-based synthesis and processability at the same time. Due to this anisotropy, the emission of these NPLs is directional with mostly in-plane transition dipole moments, making them favorable for a variety of optoelectronic active media with orientation control over their deposited films. To achieve this, we have assembled the NPL films with one defined orientation and successfully attained their orientation control using macroscopic parameters, including the evaporation rate of the solvent and subphase selection to be used as the active layers for a number of optoelectronic devices. We demonstrated different multi-layered structures of these NPLs with varying orientations. The resulting surface roughness in all these films was successfully kept, on average, with Sq smoother than 2 nm. We further extended this self-assembly technique to different classes of nanocrystals, including large hexagonal NPLs (with around 100 nm in lateral dimensions) and cubic quantum dots (with around 15 nm on each side) to show the versatility of our method. The findings of this thesis indicate that our orientation-dictated self-assembly approach holds great promise for constructing complex colloidal structures made of these oriented nanocrystals as the building blocks.
Benzer Tezler
- Addressing variability of fiber preform permeability in process design for liquid composite molding
Başlık çevirisi yok
HATİCE SİNEM ŞAŞ
- Molecular dynamics studies on interface heat transfer control using electric field
Elektrik alan kullanarak arayüzey ısı transferi kontrolü üzerine moleküler dinamik çalışmaları
ONUR YENİGÜN
Doktora
İngilizce
2021
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BARIŞIK
- Steady state and transient simulations in 2D and 3d for crystal growth by vertical Bridgman systems
Dikey Bridgman sisteminin iki ve üç buyutta zaman bağımlı ve bağımsız simulasyonu
ERGÜN TAŞARKUYU
Doktora
İngilizce
2003
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT AKINOĞLU
PROF. DR. ŞİNASİ ELLİALTIOĞLU
- Wettability of smooth and rough surfaces of perfluoroacrylate copolymers
Perfloroakrilat kopolimerlerinin düzgün ve pürüzlü yüzeylerin ıslanabilrliği
EREN ŞİMŞEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Polimer Bilim ve TeknolojisiSabancı ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YUSUF MENCELOĞLU
- Dynamics of eutectic growth in a three-phase system
Üç fazlı sistemde ötektik büyüme dinamikleri
SAMIRA MOHAGHEGHI
Doktora
İngilizce
2018
Metalurji MühendisliğiKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MELİS ŞEREFOĞLU KAYA
DR. MEHMET SOMER