Effects of surface engineering of PbS core and CdSXSe1-X/ZnSe core/shell quantum dots on optoelectronic properties
PbS çekirdek ve CdSXSe1-X/ZnSe çekirdek/kabuk kuantum noktalarının yüzey mühendisliğinin optoelektronik özellikleri üzerindeki etkileri
- Tez No: 924234
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ DEMET ASİL ALPTEKİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 200
Özet
Kuantum noktalar (KN), optik ve elektronik özelliklerinin ayarlanabilirliğiyle dikkat çeken malzemelerdir. Ancak bu malzemeler, yüksek alan-hacim oranları nedeniyle yüzey kusurları içerir ve KN´lerin optoelektronik uygulamalarını sınırlandırır. Bu çalışmada, PbS, CdS, CdSe ve CdSxSe1−x KN´lerinin yüzey kusurlarını gidermek ve güneş hücreleri ve fotodedektörler gibi alanlarda verimliliği artırmak hedeflenmiştir. Bu çalışmada, PbS KN´lerinin geleneksel teknikler kullanılarak sentezlenmesiyle CdS/PbS çift katmanlı güneş pilleri üretilmiştir. Elektron iletim tabakası olarak elektrokaplama yöntemiyle elde edilen CdS kullanılması ve bu tabakanın karbon KN´leri ile katkılanması, gelişmiş morfoloji ve azaltılmış kusurlarla sonuçlanmış ve %6,79´luk bir verimlilik elde edilmiştir. Ayrıca, bu çalışma kapsamında PbS KN´leri için yeni bir direkt sentez (DS) protokolü geliştirilmiş olup, bu KN´lerin kullanılmasıyla üretilen fotodedektörler 11×1012 Jones mertebesinde çalışmaktadır. Ek olarak, DS PbS KN'ler için sentez esnasında metal halojenür eklenmesine dayanan yeni bir yüzey pasivasyonu yöntemi geliştirilmiştir ve CdI2 eklenmesiyle edilen KN'ler ile üretilen hücrelerinin %7,92 verime ulaştığı görülmüştür. Ayrıca, yüzey kusurları çekirdek KN'lere yüksek bant aralıklı kabuk malzemeler kaplanmasıyla da kontrol edilmiştir. Bu yaklaşımın, polimer yüzeylerin antistatik davranışları üzerinde belirgin etkilere yol açtığı gözlemlenmiştir. Daha sonra, alaşımlama yaklaşımı çekirdekteki bileşime bağlı kusurları kontrol etmek ve heteroeklem tipini ayarlamak için kullanılmıştır ve alaşım çekirdek-kabuk KN´lerinin heteroeklem tipi, polimer yüzeylerinde oluşan yüklerin davranım mekanizmalarının incelenmesiyle doğrulanmıştır. Bu sonuçlar, yeni nesil optoelektronik cihazlar için yenilikçi KN yüzey pasivasyon yöntemlerinin önemini vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
Quantum dots (QDs) are extraordinary materials due to their ease of tuning optical&electronic properties. However, surface defects together with their high surface-to-volume ratio limit their performance in optoelectronics. This study explores defect mitigation strategies for QDs such as PbS, CdS, CdSe, and CdSxSe1−x to enhance their performance parameters in fields such as solar cells and detectors. Additionally, the effects of surface passivation (SP) and heterojunction type on the charge decay characteristics of polymers were investigated. In this study, CdS/PbS bilayer solar cells, where PbS QDs were synthesized and ligand exchanged using conventional techniques, were fabricated. Utilizing electrodeposited CdS as the electron transport layer and doping with carbon QDs resulted in enhanced morphology and reduced defects, achieving an efficiency of 6.79%. In addition, a new direct synthesis-DS protocol was developed for the PbS QDs and photodetectors fabricated with the developed new protocol, achieved detectivities in the range of 11×1012 Jones. Furthermore, a novel in-situ metal halide SP strategy was developed for DS-PbS QDs, and treatment with CdI2 resulted in a promising PCE of 7.92%. Additionally, defect control was achieved by overcoating core QDs with a high band-gap shell material. This approach led to profound effects on the excited state dynamics and antistatic behavior of polymers. Later, alloying approach was used to control composition dependent defects in core and tune the heterojunction type. Finally, the heterojunction type was validated further by studying the charge decay mechanisms of the polymers embedded with alloy core-shell QDs. These advancements highlight the promise of innovative QD architectures and surface passivation in enhancing the efficiency of next-generation optoelectronic devices.
Benzer Tezler
- Yeni nesil aşırı yoğun heterojen haberleşme ağlarında stokastik geometri modelleri ile baz istasyonları yerleşimi
Base station deployment in next generation ultra dense heterogeneous communication networks via stochastic geometry models
MİNE ARDANUÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LÜTFİYE DURAK ATA
- Çinko ekstraksiyon atığı döner filtre kekinden yüksek sıcaklık-basınç şartlarında çinko-kurşun kazanımı
Recovery of zinc and lead from zinc extraction residue of rotary filter cake by high temperature-pressure leaching
MEHMET ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Mühendislik BilimleriFırat ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ERDEM
- Biyomedikal uygulamalar için polibütilen süksinat / termoplastik poliüretan karışımlarından içi boş, çift bileşenli nanoliflerin üretimi
Production of hollow, bicomponent nanofibers from polybutylene succinate / thermoplastic polyurethane blends for biomedical applications
HATİCE BİLGE İŞGEN
Doktora
Türkçe
2024
BiyoteknolojiKocaeli ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE AYTAÇ
- Optical fiber-based microcylinder ring resonator: A robust platform for optofluidic sensing
Optik lif tabanlı mikrosilindir halka çınlaç: Optoakışkan algılamaya yönelik sağlam bir üstyapı
NIMA BAVILI
Doktora
İngilizce
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiKoç ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER KİRAZ