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
- Tez No: 896924
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖZGÜR ÖZTÜRK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Electrical and Electronics Engineering, Physics and Physics Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kastamonu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
Bu çalışmada, büyüme sıcaklığının ve katkı konsantrasyonunun Gd ve Ni katkılı çinko oksit nanoçubukların (ZnO NR'lar) özellikleri üzerindeki etkisini inceledi. ZnO çekirdekleyici tabaka, sol-jel ve daldırmalı kaplama yöntemi kullanılarak cam altlıklar üzerine üretilmiştir. Üretilen bu çekirdekleyici tabaka kullanılarak hidrotermal yöntemle bir boyutlu ZnO yarıiletken yapılar cam altlık üzerine nanoçubuk formunda büyütülmüştür. ZnO'ya nadir toprak elementi (Gd) ve geçiş metali (Ni) katkılanarak, katkı elementlerinin ZnO NR'ların, kristal yapısı, optik, yüzey morfolojisi görünümleri ve elektriksel özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Üretilen tüm numunelerin kristal yapı özellikleri ve yüzey morfolojilerinin katkı ile değişimi sırasıyla X-ışınları difraktometresi (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak belirlenmiştir. Optik özelliklerin belirlenmesi için UV-Vis spektrofotometresi kullanılmıştır. Elektriksel özelliklerini karakterize etmek için Hall Effect cihazı kullanılmıştır. XRD ve SEM sonuçları incelendiğinde kristal yapı ve yüzey morfolojisinde katkı elementi ve oranına bağlı olarak meydana gelen değişimler numuneleri farklı amaç ve uygulamalarda kullanılabilir hale getirebilmektedir. Ayrıca SEM görüntüleri, 90°C'de büyütülen ZnO NR'ların, diğer büyüme sıcaklıklarında büyütülenlerle karşılaştırıldığında daha uygun bir yüzey morfolojisine ve iyi tanımlanmış altıgen şekle sahip olduğunu gösterdi. Buradan yola çıkarak üretim parametrelerini değiştirmek suretiyle nanoçubukların çap, uzunluk, şekil gibi morfolojik özelliklerinin yanında geçirgenlik, bant aralığı gibi optik özelliklerinin de ayarlanabileceği görüldü. 75oC; 90oC ve 105oC'de 5 saatte üretilen ZnO nanoçubuklar üzerine, nadir toprak elementi olarak Gd ve 90oC'de 5 saatte üretilen geçiş metali olarak Ni elementleri ağırlıkça %1; 3; 5; 7 ve 10 oranlarında katkılanmıştır. Katkılama sonucu Zn1-xNixO ve Zn1-xGdxO 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. Sonuç olarak bu çalışmada Gd ve Ni katkılı ZnO NR'ların yapısal, morfolojik, elektriksel ve optik özelliklerinin büyüme sıcaklığı, katkı maddesi türü ve konsantrasyon arasındaki ilişkisi detaylı olarak incelendi.
Özet (Çeviri)
In this study, the effects of growth temperature and doping concentration on the properties of Gd and Ni doped zinc oxide nanorods (ZnO NRs) were investigated. ZnO nucleating layer was produced on glass substrates by using sol-gel and dip coating methods. Using this nucleating layer, one-dimensional ZnO semiconductor structures were grown on glass substrates in the form of nanorods by hydrothermal method. By doping rare earth element (Gd) and transition metal (Ni) to ZnO, the effects of doping elements on the crystal structure, optical, surface morphology appearances and electrical properties of ZnO NRs were investigated. The crystal structure properties and surface morphology changes of all produced samples with doping were determined using X-ray diffractometry (XRD) and scanning electron microscope (SEM), respectively. UV-Vis spectrophotometer was used to determine the optical properties. Hall Effect device was used to characterize the electrical properties. When XRD and SEM results were examined, changes in crystal structure and surface morphology depending on the doping element and ratio could make the samples usable for different purposes and applications. In addition, SEM images showed that ZnO NRs grown at 90°C had a more suitable surface morphology and well-defined hexagonal shape compared to those grown at other growth temperatures. Based on this, it was seen that optical properties such as transmittance and band gap as well as morphological properties such as diameter, length and shape of the nanorods could be adjusted by changing the production parameters. Gd as a rare earth element and Ni as a transition metal produced at 90°C in 5 hours were doped on ZnO nanorods produced at 75°C; 90°C and 105°C in 5 hours at 1; 3; 5; 7 and 10% by weight. As a result of doping, Zn1-xNixO and Zn1-xGdxO series were obtained. The absence of any secondary phase in the X-ray diffraction patterns of the obtained samples showed that all doping elements were successfully incorporated into the ZnO crystal structure. As a result, in this study, the relationship between the structural, morphological, electrical and optical properties of Gd and Ni doped ZnO NRs, growth temperature, doping type and concentration was investigated in detail.
Benzer Tezler
- Gümüş ve nikel katkılı çinko oksit (ZnO) nanoçubukların üretimi, karakterizasyonu ve uygulama alanlarının araştırılması
Fabrication, characterization and investigation of application areas of silver and nickel doped zinc oxide (ZnO) nanorods
HATİCE ADIGÜZEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİnönü ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NECMETTİN KILINÇ
- Katkılı ve katkısız TİO2 nanotellerin üretilmesi ve gaz algılama özelliklerinin incelenmesi
Fabrication of doped and undoped TİO2 nanowi̇res and investigation of gas sensing properties
ASUMAN CENGİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAFER ZİYA ÖZTÜRK
- Katkılı-katkısız TiO2 nanoyapıların üretimi, fiziksel ve gaz algılama yöntemlerinin incelenmesi
Fabrication of undoped-doped TiO2 nanostructures and investigation of their physical and gas sensing properties
ERDEM ŞENNİK
Doktora
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAFER ZİYA ÖZTÜRK
- İndirgenmiş grafen oksit / nikel oksit kompozit madde sentezi ve süperkapasitör uygulaması
Synthesize of reduced graphen oxide /nikel oxide composite material and supercapacitor application
GÜLNUR TOP
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SÜLEYMAN KERLİ
PROF. DR. ÜMİT ALVER
- Investigating the hydrothermal process parameters' effect on the mxoy (M: Ni, Mn, Co) powder properties and evaluating their performances when used as anodes for lithium ion batteries
Mxoy (M: Ni, Mn, Co) toz özellikleri üzerine hidrotermal proses parametrelerinin etkisinin incelenmesi ve lityum iyon bataryalarda anot olarak performanslarının değerlendirilmesi
REYHAN SOLMAZ ERGUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ
DR. ÖĞR. ÜYESİ BİLLUR DENİZ KARAHAN