Bakır nanoparçacıklarla katkılanmış beyaz duttan sentezlenen karbon kuantum noktaların AL/N-GAP eklemde arayüzey tabakası olarak kullanılması ve elektriksel ve fotoelektriksel özelliklerinin araştırılması
Use of carbon quantum dots synthesized from white mulberry doped with copper nanoparticles as interfacial layers in AL/N-GAP junction and investigation of their electrical and photoelectrical properties
- Tez No: 993873
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA SAĞLAM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Amaç: Karbon kuantum dot (CQD)'lar, optoelektronik, algılama ve biyolojik görüntüleme gibi çok çeşitli alanlarda kullanılmaktadırlar. Günümüzde CQD'ler, brokoli, gıda atıkları, kurutulmuş yaprak ve ginkgo yaprağı gibi çeşitli düşük maliyetli ve çevre dostu yeşil karbon kaynaklarından üretilmektedirler. Bu çalışmada, daha önce yapılanlardan farklı olarak, beyaz duttan sentezlenen CQD'lere farklı miktarlarda Cu nanoparçacıklar (NC) katkılanmış ve bu malzeme Al/n-GaP Schottky diyot yapısında metal ile yarıiletken arasına arayüzey tabakası olarak yerleştirilmiştir. Bu araştırmada, pratikte uygulanabilirliğini görme amacıyla, diyot üretiminde arayüzey tabakası olarak ilk kez kullanılan Cu NC'lerle katkılanmış CQD'lerin, diyot I-V karakteristikleri üzerindeki etkileri hem Cu NC yüzde oranına hem de farklı dalga boylarındaki ışık etkisine bağlı olarak raporlanmıştır. Yöntem: CQD'ler, öncül olarak üre ve sitrik asit kullanılarak, basit ve yeşil hidrotermal yöntemle beyaz duttan sentezlenmiştir. Cu NC'ler, 0,01 g amonyum sitrat, 0,01 g üre ve 0,05 g bakır klorür kullanılarak ve çeşitli işlemlerden geçirilerek üretilmiştir. Cu NC'ler CQD çözeltisi içerisine sırasıyla %1, %3, %5 ve %10 oranlarında katılarak dört farklı oranda Cu NC'lerle katkılanmış beyaz dut karbon kuantum dot (WM-CQD:CuNCs) çözeltileri elde edilmiştir. Her bir çözeltinin yapısal ve optik özellikleri XRD, TEM, FTIR ve PL spektroskopi teknikleriyle incelendikten sonra, çözeltiler döndürerek kaplama yöntemiyle n-GaP yarıiletkeni yüzeyi üzerine ince film halinde yerleştirilmiştir. Üretilen diyotların I-V ölçümleri önce oda sıcaklığında ve karanlıkta sonra farklı dalga boylarında aydınlatma altında alınarak, Rhoderick, Norde ve Cheung metodları yardımıyla karakteristik parametreleri hesaplanmıştır. Bulgular: Yapılan SEM analizi ile üretilen WM-CQD:CuNCs filmlerin aygıt üretimine uygun olduğu belirlenmiştir. Üretilen diyotlar iyi derecede doğrultucu davranış sergilemiştir. WM-CQD ince film içerisindeki Cu NC'lerin yüzde miktarlarının artmasıyla Rs değerlerinin azaldığı ortaya çıkmıştır. Hesaplanan n değerlerinin birden büyük olması, diyotların ideal olmadığını göstermiştir. WM-CQD arayüzey tabakasına katkılanan Cu NC'lerin yüzde olarak miktarının artmasıyla n değerlerinin bir miktar azaldığı, ΦB değerlerinin ise arttığı tespit edilmiştir. Uygulanan ışığın dalga boyuna bağlı olarak I-V karakteristiklerinden hesaplanan parametrik değerler, WM-CQD ince filmine katkılanan Cu NC'lerin yüzdesinin artmasıyla fototepkinin de arttığını göstermiştir. Sonuç: I-V karakteristiklerinden elde edilen foto tepki, laboratuvar koşullarında çevre dostu biyolojik moleküller kullanılarak üretilen bu arayüzey tabakalı diyotların farklı optoelektronik uygulamalarda kullanılabileceği potansiyelini ortaya çıkarmıştır.
Özet (Çeviri)
Objective: Carbon quantum dots (CQDs) are used across a wide range of applications, including optoelectronics, sensing and biological imaging. Today, CQDs are produced from a variety of low-cost and environmentally friendly green carbon sources, including broccoli, food waste, dried leaves, and ginkgo leaves. In this study, unlike previous studies, different amounts of Cu nanoparticles (NC) were doped into CQDs synthesized from white mulberry and this material was placed as an interface layer between the metal and the semiconductor in the Al/n-GaP Schottky diode structure. In this research, to assess practical applicability, the effects of Cu NC-doped CQDs, used for the first time as the interface layer in diode production, on diode I-V characteristics were reported as a function of both the Cu NC percentage and light wavelength. Method: CQDs were synthesized from white mulberry by a simple and green hydrothermal method using urea and citric acid as precursors. Cu NCs were produced using 0.01 g ammonium citrate, 0.01 g urea and 0.05 g copper chloride and following various processes. White mulberry carbon quantum dot (WM-CQD:CuNCs) solutions doped with Cu NCs at four different ratios were prepared by adding Cu NCs to the CQD solution at 1%, 3%, 5%, and 10%, respectively. After the structural and optical properties of each solution were examined by XRD, TEM, FTIR and PL spectroscopy techniques, the solutions were deposited as thin films on the n-GaP semiconductor surface by spin coating method. I-V measurements of the produced diodes were first taken at room temperature and in the dark, and then under illumination at different wavelengths. Their characteristic parameters were calculated using the Rhoderick, Norde, and Cheung methods. Findings: SEM analysis revealed that the produced WM-CQD: CuNC films were suitable for device fabrication. The produced diodes exhibited good rectifying behavior. It was shown that Rs values decreased with increasing percentage amounts of Cu NCs in the WM-CQD thin film. The calculated n values, which are greater than 1, indicate that the diodes are not ideal. As the percentage amount of Cu NCs doped into the WM-CQD interface layer increased, n values decreased slightly, while ΦB values increased. Parametric values calculated from the I-V characteristics, depending on the wavelength of the applied light, showed that the photoresponse increased with the increasing percentage of Cu NCs doped into the WM-CQD thin film. Results: The photoresponse obtained from I-V characteristics revealed that the interfacial layered diodes produced using environmentally friendly biological molecules under laboratory conditions have potential for use in various optoelectronic applications.
Benzer Tezler
- Çinko, titanyum ve alüminyum katkılı bakır oksit nanoparçacıkların antibakteriyel etkilerinin karşılaştırılması
Comparison of antibacterial effects of zinc, titanium and aluminum doped copper oxide nanoparticles
MUSTAFA YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇİĞDEM ORUÇ
- Aminotiyofen ve salisilaldehit türevi schiff bazı metal kompleksleri ile işlevselleştirilmiş süperparamanyetit nanoparçacıklarının sentezi, karakterizasyonu ve bakır giderimi için sentetik sulara uygulanması
Synthesis, characterization of superparamagnetite nanoparticles functionalized with aminothiophene and salicylaldehyde derivative schiff base metal complexes and application to synthetic waters for copper removal
İSMAİL DEVRİM DEMİRYÜREK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
KimyaMunzur ÜniversitesiKimyasal Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAGIP ADIGÜZEL
PROF. DR. MUHARREM İNCE
- Synthesis, characterization, and theoretical calculations of the magnesium oxide nanoparticles for antibacterial agents
Antibakteriyel ajanlar için magnezyum oksit nanoparçacıkların sentezi, karakterizasyonu ve gga+u hesaplamaları
HUSSEIN TAMI SIM ALBUAIJI
- Synthesis and characterization of Mn and Co codoped ZnO (MnxCoO.1ZnO.9-XO) nanoparticles
Mn ve Co birlikte katkılanmış ZnO nanoparçacıkların sentezi ve karakterizasyonu
SABIU SAİD ABDULLAHI
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiFatih ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜKSEL KÖSEOĞLU
DOÇ. DR. SADIK GÜNER
- Ferromanyetik geçiş elementlerinin (PT-AU) nanoparçacıklarına katkılanmasının yapısal ve manyetik özelliklerine etkileri
Effects of doping ferromagnetic transition elements into (PT-AU) nanoparticles on structural and magnetic properties
EMRE CAN TAYFUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Fizik ve Fizik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DOĞAN KAYA