Geri Dön

Grafen/çinko oksit nanoçubuk hibrit yapıların oluşturulması ve elektriksel karakterizasyonu

Fabrication and electrical characterization of graphene/zinc oxi̇de nanorod hybrid structures

  1. Tez No: 897062
  2. Yazar: MERVE EREN YAKIŞIKLIER
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HİDAYET ÇETİN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yozgat Bozok Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 137

Özet

Nanoyapılı malzemelerin geometrik boyutları değiştirilerek birleştirilmesiyle oluşturulan hibrit yapılar olağanüstü özellikler sergileyebilmektedir. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte daha kaliteli cihazlara ihtiyaç duyulmakta ve gelecekte en kritik ihtiyaçlar çoğunlukla düşük boyutlu hibrit yapılar tarafından karşılanacaktır. Bu çalışmada, oldukça hassas bir CO gazı sensörü üretmek amacıyla çinko oksit (ZnO) nanoçubuk/grafen hibrit yapısını üretmek için düşük maliyetli, kolay, hidrotermal bir yöntem kullanıldı. Nanoçubuk çapının sensör algılama üzerindeki etkisini araştırmak için, farklı çaplardaki ZnO nanoçubuklar grafen alan etkili transistör (GFET) kanalı üzerinde dikey olarak büyütüldü. Oda sıcaklığında veya oda sıcaklığına yakın bir sıcaklıkta çalışan, yüksek performanslı, güvenilir gaz sensörleri geliştirmek, günümüzde sensör araştırmalarının önemli bir hedefidir. Bu çalışmada ZnO nanoçubuk/grafen hibrit yapısı bu talebi karşılamaktadır Sensörlerin oda sıcaklığında etkin çalışabilmesi, ekstra ısıtma enerjisine olan ihtiyacı ortadan kaldırarak taşınabilir, pille çalışan daha küçük sensörlerin üretilmesine olanak sağlar. Üretilen hibrit sensörlerin CO gazı tepkileri oda, 50°C ve 100°C çalışma sıcaklıklarında rapor edilmiştir. Ortaya çıkan hibrit sensörün, ek bir çalışma sıcaklığı gerektirmeden oda sıcaklığında bile etkili olduğu ve 3 ppm CO gazında %42'lik bir sensör tepkisi verdiği belirlenmiştir. Hibrit sensör, ölçüm odasına 3 ppm CO gazı beslendiğinde 4 saniyelik kısa bir yükselme süresine sahiptir. Oda çalışma sıcaklığında gazın ortamdan uzaklaştırılması durumunda geri kazanım süresi ise 5 s'dir. Sensör sıcaklığının artmasıyla gaz tepkileri iyileştiği gözlenmiştir. Tez çalışmasında ayrıca hibrit sensörün çalışma mekanizmasının ayrıntılarına da yer verilmiştir.

Özet (Çeviri)

Hybrid structures formed by combining nanostructured materials by changing their geometric dimensions can exhibit extraordinary properties. With the development of technology, higher quality devices are needed and in the future, the most critical needs will be met mostly by low-sized hybrid structures. This study used a low-cost, facile, hydrothermal method to fabricate a zinc oxide (ZnO) nanorod/graphene hybrid structure to produce a highly sensitive CO gas sensor. ZnO nanorods of different diameters were grown vertically on a graphene field effect transistor (GFET) channel to investigate the effect of nanorod diameter on sensor sensing. Developing high-performance, reliable gas sensors that operate at or near room temperature is an important goal of sensor research today. In this study, the ZnO nanorod/graphene hybrid structure meets this demand. The ability of the sensors to operate efficiently at room temperature eliminates the need for extra heating energy, enabling the fabrication of portable, smaller battery-powered sensors. CO gas responses of the fabricated hybrid sensors were reported at room, 50°C and 100°C operating temperatures. The resulting hybrid sensor was found to be effective even at room temperature without requiring an additional operating temperature, giving a sensor response of 42% at 3 ppm CO gas. The hybrid sensor has a short rise time of 4 seconds when 3 ppm CO gas is fed into the measurement chamber. When the gas is removed from the environment at room operating temperature, the recovery time is 5 s. It was observed that gas responses improved with increasing sensor temperature. The thesis also details the working mechanism of the hybrid sensor.

Benzer Tezler

  1. Dielectric metasurfaces as passive radiative coolers, colorimetric refractive index sensors, color filters, and one-way perfect absorber/reflectors with transparent sidebands

    Uzay aracı pasif radiatif soğutucu, kolorimetrik kırıcılık indisi sensörü, renk filtresi, ve komşu bantlarda geçirgen tek taraflı mükemmel soğurucu/ yansıtıcılar olarak dielektrik metayüzeyler

    DENİZ UMUT YILDIRIM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EKMEL ÖZBAY

  2. İndirgenmiş grafen oksit/çinko oksit kompozit madde sentezi ve süperkapasitör uygulaması

    Synthesize of reduced graphen oxide/nikel oxide composite material and supercapacitor application

    ÖMER AKGÜL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Fizik ve Fizik MühendisliğiKahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÜMİT ALVER

    YRD. DOÇ. DR. SÜLEYMAN KERLİ

  3. Yeşil sentez yöntemi ile grafen temelli ZnO nanokompozitlerin sentezi, karakterizasyonu, U(VI) ve Th(IV) iyonlarının giderimi için etkinliğinin araştırılması

    Synthesis, characterization of graphene-based ZnO nanocomposites by the green synthesis method and investigation of the efficiency of the removal of U(VI) and Th(IV) ions

    İKBAL GÖZDE KAPTANOĞLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Metalurji MühendisliğiEge Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SABRİYE YUŞAN

    DOÇ. DR. ÜMİT HÜSEYİN KAYNAR

  4. Çinko oksit-grafen oksit nanokompozit ince filmlerin üretimi ve optiksel özelliklerinin araştırılması

    Fabrication of zinc oxide-graphane oxide nanocomposite thin films and investigation of their optical properties

    AYŞE YILMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Metalurji MühendisliğiFırat Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERTAN EVİN

  5. Fe3O4/ZnO/CNT ve Fe3O4/ZnO/grafen katkılı epoksi kompozit üretimi ve karakterizasyonu

    Production and characterization of Fe3O4/ZnO /CNT and Fe3O4/ZnO/graphene doped epoxy composites

    ÖZGE YAMAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Polimer Bilim ve TeknolojisiBursa Teknik Üniversitesi

    Polimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYŞE BEDELOĞLU