Geri Dön

Modeling of an evaporation-condensation type aerosol generator for synthesis of semiconductor nanocrystals

Yarı iletken nanokristallerin sentezi için buharlaşma-yoğuşma tipi aerosol jeneratörünün modellenmesi

  1. Tez No: 872581
  2. Yazar: ZEYNEP BİRCE REYHAN
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ NECİP BERKER ÜNER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 123

Özet

III-V yarı iletken malzemeler hava stabiliteleri ve 0.35 ile 6 eV ayarlanabilir bant aralıkları sayesinde optoelektronik ve fotonik uygulamalar için elverişli malzemelerdir. Bu malzemelerin nanokristal olarak üretilmesinde gaz fazında sentez alternatif bir yöntem olarak kullanılmaktadır. Gaz fazında sentez bu nanokristaller elektronik uygulamalarda istenmeyen ligandlar olmadan üretilebilir. Ancak çoğu gaz fazında sentez metodu buhar fazında öncüler gerektirir ve bunlar pahalı, yüksek toksisiteye sahip ve piroforik kimyasallardır. Bu kristallerin gaz fazında üretimi için en basit yöntem tüp fırın şeklinde olan buharlaşma-yoğuşma jeneratörlerini (BYJ) kullanmaktır. Sabit kütlesel aerosol akışına ve yüksek verime sahip BYJ'ye ihtiyaç vardır. Bu projede BYJ için tüm taşınım olayları ve aerosol dinamiği matematiksel olarak modellenip ve simüle edilmiştir. Çeşitli III-V bileşiklerinin önemli bir parçaşı olan Antimon elementi bu sistem için test materyali olarak kullanılmıştır. Deneysel verilerle kanıtlanmış, atmosferik basınçta çalışan yüksek verimli BYJ sistemini baz alarak düşük basınçta (6 Torr) ve farklı gaz akış hızlarında çalışacak bir BYJ bilgisayar destekli akışkanlar mekaniği kullanarak simüle edilmiştir. Matematiksel model tamamlandıktan sonra sistem tüm taşınım olayları, yüzey büyümesi ve yoğuşma mekanizmaları için simüle edilmiştir. Aerosol kütlesel akış hızı ve jeneratör verimi deneysel sonuçlar ile karşılaştırılmış olup, mertebe bazında uyum göstermiştir.

Özet (Çeviri)

III-V semiconductors are one of the most capable class of materials for optoelectronic and photonic applications due to their air-stability and tunability with direct bandgaps spanning between 0.35 and 6 eV. Gas-phase routes constitute a viable pathway for producing III-V nanocrystals. In gas phase, these crystals can be made to be ligand-free, which is crucial for electronic applications. However, most gas-phase routes require vapor-phase precursors, which are very expensive, highly toxic, and pyrophoric. A straightforward way of producing the required elemental precursors involves using an evaporation-condensation generator (ECG), which is usually in the form of a tubular furnace. There is a need for an ECG that can provide a stable aerosol output with high mass yield. In this study, mathematical modeling and simulations of an ECG was done with the incorporation of momentum, heat, and mass transport, along with aerosol dynamics. Antimony, an important constituent of various III-V compounds, was taken as the test material. Following the experimental results on an ECG configuration that was demonstrated to work at reduced pressure, an ECG was simulated to operate at 6 Torr with varying gas flow rates using computational fluid dynamics (CFD). After the model for simulating the transport phenomena was completed, a comprehensive aerosol dynamics model was derived, and important elements of the aerosol model was incorporated in CFD analysis. Results obtained for the mass flow rate of the aerosol and the yield of the generator were compared with experimental results, indicating order-of-magnitude agreement.

Benzer Tezler

  1. Ultrasonik yöntemle oluşturulan nemlendirme işleminin kumaş kırışıklığı üzerine etkisi

    The effect of ultrasonic humidification process on the fabric crease

    BURCU ÜNAT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEYHAN UYGUR ONBAŞIOĞLU

  2. Kanal içinde yoğuşmanın sayısal modellenmesi

    Numerical modelling of condensation in channel flow

    MUTLU İPEK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. LEVENT ALİ KAVURMACIOĞLU

  3. Experimental and theoretical analysis of the usage of R450a, R513a, R515b and R1234yf instead of R134a in the vapor compression refrigeration cycle

    Buhar sıkıştırmalı soğutma çevriminde R134a Yerine R450a, R513a, R515b ve R1234yf kullanımının deneysel ve teorik analizi

    BİLAL IŞIK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Makine MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ KEMAL BİLEN

  4. Kondenserli çamaşır kurutma makinesinin enerji ve kurutma performansının sayısal ve deneysel incelenmesi

    Numerical and experimental investigation of energy and drying performance of condenser tumble dryer

    VASIF CAN YILDIRAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HASAN GÜNEŞ

  5. Hermetik kompresörlerde kullanılan elektrik motorlarının kompresör içi ısı geçişi açısından deneysel ve analitik olarak incelenmesi

    Experimental and analytical investigation of induction motors' effects on performance of hermetic reciprocating compressor

    HAŞİM OTUNÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HASAN GÜNEŞ