FBE- Kimya Lisansüstü Programı - Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Yazar "Alptürk, Onur" ile FBE- Kimya Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgePreparation of transparent conductive electrodes via layer by layer deposition of functional nanomaterials(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2019) Oytun, Faruk ; Alptürk, Onur ; 10269917 ; Kimya ; ChemistrySaydam iletken elektrotlar, optoelektronik cihazların en önemli unsurlarından biridir. İndiyum kalay oksit geleneksel olarak optoelektronik cihazlarda en çok kullanılan malzemedir. Fakat bu malzeme bazı dezavantajlara sahiptir. Artan taleplere nazaran indiyum kaynaklarının gittikçe azalması indiyum kalay oksitin son zamanlarda fiyatının oldukça yükselmesine neden olmuştur. İndiyum kalay oksit üretiminde kullanılan yüksek vakum ve sıcaklık ekstra maliyet açısından farklı bir olumsuz yönü olarak bahsedilebilir. Tüm bunlara ek olarak, indiyum kalay oksitin kolay kırılabilir olması onun esnek uygulamalarda kullanımını zorlaştırır. Bu yüzden, indiyum kalay oksitin alternatiflerini bulmak için pek çok araştırma yapılmıştır. Günümüze kadar, araştırmacılar iletken polimerler, karbon nanotüpler, grafen ve metalik nanoteller gibi çeşitli malzemeleri kullanmışlardır. Araştırma sonuçlarına göre bu malzemeler önemli derecede mekanik, ısısal, optik, elektrokimyasal ve elektriksel özellikler göstermiştir. Bu malzemelerin kullanılmasıyla elde edilen saydam iletken elektrotlar genellikle fırça ile boyama, sprey kaplama, vakum süzme ve çubukla kaplama metotları kullanılarak elde edilmiştir. Bu metotlar oldukça basit ve kullanışlı bir metod olmasına rağmen, elde edilen filmler homojen olmamakla birlikte yüksek tabaka direncine ve kötü performansa sahip olduğu bulunmuştur. Bu metotların diğer dezavantajları ise tekrarlanabilirliğinin zor olması ve malzeme ile altlık arasındaki kötü yapışmaya neden olmasıdır. Öte yandan, katman katman kaplama metodu zıt yüklü malzemelerin ardışık olarak kaplanması sonucu elde edilen çok umut verici bir yaklaşımdır. Bu metod ile kaplama kalınlıkları, gözenek kontrolü ve yüzey özellikleri kolayca ayarlanabilir. Ek olarak, kaplanan malzemeyle altlık arasındaki kovalent veya iyonik etkileşimlerden dolayı elde edilen filmlerdeki malzeme adezyonu oldukça iyidir. Bu durum, yaklaşımın çeşitli elektronik ve elektrokimyasal uygulamalarda kullanılabileceğini göstermektedir. Bu tezde, katman katman kaplama metodunun tüm bu avantajları dikkate alınarak, fonksiyonel nanomalzemeler katman katman kaplama metodu kullanılarak saydam iletken elektrotların hazırlanması üzerine odaklanılmıştır. Bu kapsamda tezin ilk bölümünde, saydam iletken elektrotlar; cam altlık üzerinde katman katman kaplanan çok duvarlı ve tek duvarlı karbon nanotüplerin esnek polisülfon altlık üzerine aktarılmasıyla hazırlanmıştır. Önce, karbon nanotüpler negatif ve pozitif yüklü karbon nanotüpler elde etmek için karboksilik asit ve amin gruplarıyla fonksiyonlandırıldı (Şekil 1). Sonra, fonksiyonlanan nanotüpler katman katman kaplama metoduyla cam altlık üzerine kaplanıp, sonrasında elektriksel iletkenliklerinin artması için kimyasal ve ısısal işlemlere maruz bırakılmıştır. Elde edilen filmler cam altlık üzerinden polisülfon altlık üzerine aktarılmıştır. Elde edilen en yüksek performans katsayısı çok duvarlı karbon nanotüp filmler için % 68 optik geçirgenlikte 2.52×10-6 Ω−1, tek duvarlı karbon nanotop filmler için % 81 optik geçirgenlikte 1.14×10-3 Ω−1 olarak bulunmuştur. Son olarak elde edilen esnek filmlerin dokunmatik sensör uygulamalarında kullanılabileceği gösterilmiştir. İkinci kısımda ise, yüksek saydamlık ve iletkenliğe sahip olan elektrotlar cam altlık üzerinde fonksiyonlandırılmış olan gümüş nanotellerin katman katman kaplanmasıyla hazırlanmıştır (Şekil 2). Önce, gümüş nanoteller negatif ve pozitif yüklü nanoteller elde etmek için karboksilik asit ve amin gruplarıyla kimyasal olarak fonksiyonlandırıldı. Zıt yük ile yüklenmiş olan bu gümüş nanoteller, aminopropil trietoksisilan ile modifiye edilmiş cam üzerine katman katman kaplanmıştır. Bu yöntemle kontrollü bir optik geçirgenlik ve elektriksel iletkenlik elde edilmiştir. Elde edilen filmler ısısal işleme tutulup elektriksel iletkenliklerinin artması sağlanmıştır. Son olarak elde edilen gümüş nanotel ince filmlerin karakterizasyonları yapılmıştır. En iyi film özelliklerine sahip olan 6 katman kaplanan film % 83.8 optik geçirgenlikte, 18.3 Ω/□ tabaka direnci göstermiştir. Bu sonuçlara göre elde edilen gümüş nanotel filmlerin ticari olarak kullanılan indiyum kalay oksit filmlere alternatif olabileceği gösterilmiştir. Son olarak, esnek saydam film ısıtıcılar cam altlık üzerinde katman katman kaplanan gümüş nanotellerin esnek polisülfon altlık üzerine aktarılmasıyla hazırlanmıştır (Şekil 3). Önce, gümüş nanoteller negatif ve pozitif yüklü nanoteller elde etmek için karboksilik asit ve amin gruplarıyla fonksiyonlandırıldı. Sonra, fonksiyonlanan nanotüpler katman katman kaplama metoduyla cam altlık üzerine kaplanıp, sonrasında elektriksel iletkenliklerinin artması için 125 °C'de 30 dakika boyunca tavlanmıştır. Sonra, elde edilen filmler cam altlık üzerinden polisülfon altlık üzerine aktarılmıştır. En iyi film özelliklerine sahip olan 5 katman kaplanan film % 84 optik geçirgenlikte, 12 Ω/□ tabaka direnci göstermiştir. Elde edilen esnek filmlere 7 V'luk gerilim uygulandığında 128 °C'ye ulaştığı görülmüştür. Sıcaklığın sabit olana kadar geçen süre ise 45 saniye olarak bulunmuştur. Ayrıca elde edilen filmlerin yüksek mekanik özelliklere sahip olduğu gözlemlenmiştir.